【環球網科技綜合報道】近日

，華東理工大學清潔能源材料與器件團隊自主研發了一種鈣鈦礦單晶薄膜通用生長技術，將晶體生長周期由7天縮短至1.5天，實現了30餘種金屬鹵化物鈣鈦礦半導體的低溫、快速
、可控製備，為新一代的高性能光電子器件提供了豐富的材料庫。

據介紹，金屬鹵化物鈣鈦礦是一類光電性質優異、可溶液製備的新型半導體材料，在太陽能電池

、發光二極管和輻射探測器等領域有重要應用。

目前
，這些器件主要采用多晶薄膜為光活性材料
，其表界麵懸掛鍵、不bu飽bao和he鍵jian等deng缺que陷xian將jiang顯xian著zhu降jiang低di器qi件jian性xing能neng和he使shi用yong壽shou命ming。單dan晶jing薄bo膜mo材cai料liao本ben體ti不bu含han有you晶jing界jie等deng缺que陷xian，是shi製zhi備bei光guang電dian子zi器qi件jian的de理li想xiang候hou選xuan材cai料liao
，但dan如ru何he可ke控kong
、低溫合成該類材料仍是該領域所麵臨的主要挑戰。

官方資料顯示，單晶材料生長涉及到成核
、溶解、傳質、反應等多個過程。對鈣鈦礦單晶而言，其生長過程中的控製步驟仍不明確。研究團隊采用原位顯微觀測、膠體擴散吸光度測試、核he磁ci共gong振zhen擴kuo散san序xu譜pu等deng手shou段duan
，定ding量liang化hua分fen析xi了le鈣gai鈦tai礦kuang前qian驅qu體ti溶rong液ye中zhong的de溶rong質zhi擴kuo散san過guo程cheng
，同tong時shi結jie合he分fen子zi動dong力li學xue和he數shu值zhi仿fang真zhen，證zheng實shi了le物wu質zhi傳chuan遞di過guo程cheng是shi鈣gai鈦tai礦kuang單dan晶jing薄bo膜mo生sheng長chang的de決jue速su步bu驟zhou。

suihou，yanjiutuanduikaifaleyierjiayangjiyichunweidaibiaodegaotongliangdanjingshengchangrongyetixi，tongguoduoguannengtuanpeiweizuoyongxihuaqianqutijiaoshuchicun，jiangqianqutitixidekuosanxishuyou1.7×10-10 m2 s-1提高至5.4×10-10 m2 s-1
，從而使得單晶薄膜的生長速率提高約3倍，製備環境溫度普遍降低了30℃‍~60℃。例如，在70℃下，甲胺鉛碘單晶薄膜的生長速度可達到8.0 µm min-1，在一個結晶周期內單晶薄膜尺寸可達2 cm。研究團隊進一步證實了該單晶薄膜生長技術的普適性，實現了30餘種厘米級單晶薄膜的低溫、快速、高通量生長方法。

另外
，該晶體生長技術可抑製單晶薄膜中的晶格缺陷形成，製備單晶薄膜的載流子遷移率高達160 cm2 V-1 s-1
、擴散長度超80 µm，這zhe些xie物wu理li性xing質zhi參can數shu達da到dao了le目mu前qian商shang業ye化hua晶jing矽gui半ban導dao體ti材cai料liao水shui平ping。以yi製zhi備bei的de單dan晶jing薄bo膜mo為wei活huo性xing層ceng的de輻fu射she探tan測ce器qi件jian，在zai零ling偏pian壓ya模mo式shi下xia的de靈ling敏min度du高gao達da到dao1.74×105 µC Gy−1 cm−2
，並在英寸級像素陣列化器件中展示出優異的空間尺度上一致性，實現了自供電模式下大麵積複雜物體的X射線成像。這項工作闡明了鈣鈦礦單晶薄膜的晶化機理
，為新一代的高性能光電器件提供了豐富的材料庫。

據悉，相關成果發表於國際知名學術期刊《自然-通訊》。