宋延林课题组Adv. Mater：无机钙钛矿单晶气相图案化方法并制备高性能器件

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无机钙钛矿材料在太阳能电池、发光二极管、光电探测器、激光等诸多领域得到了广泛的研究。目前，无机钙钛矿单晶的制备方法主要有气相生长法和溶液生长法。气相生长技术容易实现高质量单晶的制备，但由于气相外延过程中的随机成核和晶格不匹配问题，在气相体系中实现钙钛矿结晶位点、晶体形貌和晶体尺寸的控制成为一个难题，这也是可控制备高性能钙钛矿集成光电器件的巨大挑战。

　　最近，在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的大力支持下，中科院化学研究所绿色印刷重点实验室宋延林课题组与光化学重点实验室赵永生课题组合作，针对气相生长体系中钙钛矿随机成核和晶格不匹配问题，创新性地将打印制备的晶种模板引入到钙钛矿气相生长体系，并提出了一种利用晶种模板可控外延生长无机钙钛矿单晶的方法。研究人员首先通过喷墨打印的方法在疏水基材上制备了钙钛矿晶种，然后将生长有晶种的模板引入到钙钛矿气相生长体系。研究发现，晶种模板的引入可以有效地抑制钙钛矿晶体在气相外延过程中的随机成核和晶格不匹配问题，从而实现具有规则晶体形貌的钙钛矿单晶的可控气相图案化。通过调控气相生长时间，可以实现对钙钛矿单晶尺寸的有效调控。该方法制备的无机钙钛矿单晶具有较高的结晶质量，可直接用于制备高性能硅基激光器和光电探测器。该研究为高质量无机钙钛矿单晶的可控气相制备提供了一种新途径，对制备高性能钙钛矿集成光电器件具有重要意义。
　　研究成果发表于近日出版的《先进材料》（Adv. Mater. 2020, doi: 10.1002/adma.201908006）上。通讯作者是宋延林和赵永生，第一作者是谷振坤和周忠豪。
       https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201908006
       文章来源：化学所
       赵永生，2009年10月入选中科院化学所“百人计划”，2011年获国家杰出青年科学基金，2013年百人计划结题优秀。主要从事有机纳米光子学的研究，包括低维有机晶体材料的控制合成与光子学性质，以及基于低维有机复杂材料体系的光子学元件。在低维有机光子学材料与器件的结构设计、可控制备及光与物质的相互作用原理方面做出重要贡献，解决了纳米尺度下光子操纵及光子器件性能调制的难题。
       宋延林 1989 年和1992 年于郑州大学化学系获得学士、硕士学位；1996 年于北京大学化学与分子工程学院获得博士学位，1996-1998 于清华大学化学系从事博士后研究；1998年进入中国科学院化学研究所，任副研究员、研究员。现任中国科学院绿色印刷重点实验室主任，研究员、博士生导师；北京航空航天大学、北京印刷学院兼职教授。主要从事信息功能材料、光子晶体与应用和绿色打印印刷材料与技术研究。