在晶格(不)匹配基底上的外延生长推动了对半导体的理解,并使得诸如基于III-V族的发光二极管等高端技术成为可能。然而,对于卤化物钙钛矿材料来说,薄膜异质外延生长仍存在知识空白,阻碍了其在新应用领域的发展。
在这项研究中,特温特大学Junia S. Solomon和Monica Morales-Masis等人展示了在晶格匹配的氯化钾(KCl)基底上,通过脉冲激光沉积技术在室温下外延生长立方相(α)-CH3NH3PbI3薄膜。通过倒易空间映射、X射线衍射极图、电子背散射衍射以及光致发光等方法确认了α-CH3NH3PbI3的外延稳定性。研究还表明,1.66 eV的带隙在超过300天内稳定,15纳米厚的薄膜表现出12.3 meV的Urbach能量。
应变对α相稳定性的影响通过第一性原理密度泛函理论计算得到了验证,计算结果还预测了显著的带隙可调性。该研究展示了脉冲激光沉积技术在卤化物钙钛矿材料蒸汽相异质外延生长中的潜力,并为开辟新功能的研究提供了启示。
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