文章简介
全无机卤化物钙钛矿纳米线因其优异的光电性质被认为是下一代集成光电子器件的候选材料。全光开关是开发片上光学系统的关键因素，一维纳米线在纳米尺度上具有强光约束和光子可控性，在开发全光开关方面具有广阔的前景。然而，基于混合卤化物钙钛矿中光诱导相分离的光开关仍然具有挑战。本文针对混合卤化物钙钛矿纳米线中的相分离现象开展深入研究，并探索了在光开关中的应用，研究结果如下所示。
本文使用源移动化学气相沉积系统通过离子置换的方式制备了全无机卤化物钙钛矿CsPbBr2.52I0.48纳米线。如图1所示，在激光激发下，光诱导卤素离子迁移形成富I−域，钙钛矿从混合相逐渐变为分离相。微区光学测试表明随着激光激发时间的增加，暗场发射逐渐从绿色发射转变为红色发射，对应于发射波长在570 nm与690 nm的PL强度分别降低与增强，波峰位置无明显移动，证实了激光激发下相分离的发生。通过对钙钛矿CsPbBr2.52I0.48纳米线的结构表征（表面光滑，元素分布均匀和高质量单晶）和光学性质（具有明显波导）的测试，结果表明制备的纳米线对于光开关器件应用是十分理想的。如图2所示，通过在波导信号中合理定义高能带发射与低能带发射的相对强度来控制开与关，实现了基于混合卤化物钙钛矿纳米线光诱导相分离的光开关。此外，文中还研究并演示了不同组分钙钛矿（CsPbBr2.56I0.44，CsPbBr1.86I1.14，CsPbBr1.38I1.62，CsPbBr1.17I1.83）的光诱导相分离现象。该研究工作为卤化物钙钛矿相分离的应用提供了一个新的思路，在定时爆破系统和延时电路中有潜在的应用前景，为未来多功能光开关器件的发展提供了可能。
图2 基于混合卤化物纳米线相分离的光开关
作者简介
郭鹏飞研究员，1988年04月生，博士，香江学者，博士生导师。主要从事纳米光子学器件，半导体功能器件构建与性能调控等方面的研究，在半导体微纳结构能带调制、纳米光子学、瞬态光学等方面积累了丰富的研究基础并取得了一系列重要研究成果。2015年入选国家香江学者计划(全国55人)；2019年入选中国化学会（IYPT2019）青年化学家(全国118人)；近年来发表学术论文60篇，以第一/通讯作者的代表性成果分别发表在Adv. Mater., ACS Nano, Adv.Funct. Mater., Nano Lett., J. Am. Chem. Soc., Nano Energy, Nano Research, ACS AMI, 等材料物理领域标志性期刊。主持或参与国家自然科学面上、青年基金项目，香江学者计划项目，省部级项目等十余项。担任Advanced Materials,Advanced Functional Materials, ACS Nano, Nano Letters, Small, Laser & Photonics Reviews, Advanced Optical Materials, ACS AMI等国际期刊审稿人。
论文第一署名单位为太原理工大学，我校博士研究生吕启航和沈霞为论文第一作者，郭鹏飞副研究员和沈霞博士为论文通讯作者。太原理工大学肖连团教授，香港城市大学Johnny. C. Ho教授等参与了研究工作。
文章信息
Lv Q, Shen X, Li X, et al. Laser-induced phase segregation of inorganic halide perovskite alloy nanowires for optical switch. Nano Research, 2024, https://doi.org/10.26599/NR.2025.94907119.
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