钙钛矿以其优异的光电性能在太阳能电池、发光二极管、光电探测器和激光领域得到了广泛的研究。实现晶体尺寸和位置可控的钙钛矿单晶阵列对集成光电器件具有重要意义。然而，由于钙钛矿材料的不稳定性，传统的光刻等微加工技术并不适用于钙钛矿单晶的图案化，同时也限制了其大面积制备。

郑州大学谷振坤、张懿强等人同中国科学院化学研究所宋延林研究员团队合作，报道了一种基于空间限域法制备大面积钙钛矿单晶阵列的方法。研究发现，将喷墨打印制备的浸润性模板引入结晶体系，可有效抑制钙钛矿随机成核，调控晶体生长，从而实现钙钛矿单晶阵列的大面积制备。该方法适用于不同钙钛矿材料，如MAPbBr₃、CsPbBr₃、Cs₃Cu₂I₅、Cs₃Bi₂I₉和(BA)₂(MA)₃Pb₄I₁₁。基于MAPbCl₃钙钛矿单晶制备的UV光探测器响应度达45.8 mA·W⁻¹。该方法为钙钛矿单晶阵列及器件的制备提供了新的途径。

图1 钙钛矿单晶阵列的制备过程及表征

图2 钙钛矿单晶阵列生长机理

图3 钙钛矿单晶阵列光学表征

图4光电探测器性能

Shiheng Wang, Zhenkun Gu*, Rudai Zhao, Ting Zhang, Yunjie Lou, Lutong Guo, Meng Su, Lihong Li, Yiqiang Zhang^* & Yanlin Song^*. A general method for growth of perovskite single-crystal arrays for high performance photodetectors. Nano Research https://doi.org/10.1007/s12274-022-4205-x.

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