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一维钙钛矿半导体材料可合成有序可控。

研发家 | 2025-05-29

近日，华东理工大学教授侯宇、杨化桂、杨双队设计合成了一系列分子有序可控的新型一维钙钛半导体材料，将分子有序性概念应用于钙钛矿物材料。通过准确调控萘基和喹啉基分子配位点，为探索新型低维钙钛半导体材料，进一步协同提高X射线探测应用中钙钛矿物材料的性能和稳定性提供了新的思路。相关研究发表在德国应用化学。

由于其可调结构和间隙、优异的光电性能和简单的制造工艺，有机-无机杂化钙钛矿被认为是最具发展潜力的新型半导体材料之一。这种材料通常由无机金属卤化物骨架和有机功能分子按照特定的堆叠方式组成。将电活性功能分子应用于钙钛矿的晶体结构有望显著提高材料的光电性能，但有机分子排列对电荷传输的影响机制尚不清楚。

在一系列一维钙钛矿半导体材料中，有机分子结构有序的5-氨基喹啉铅碘(5-AQPI4)只有一个旋转运动和两个旋转状态的最高有序性，其载流子迁移率-寿命积大大提高，证实了分子有序提高低维钙钛矿电荷运输性能的新机制。进一步分析发现，5-AQPI4晶体[011]具有很强的向上阳离子方向π-π堆叠，形成高效的电荷载流子传输通道，同时有序分子抑制离子迁移行为，解耦电荷载流子和离子的传输。

基于上述传输特性，研究小组在X射线探测应用中使用了5-AQPI4晶体构建的[011]定向探测器件。测试结果表明，该探测器件可以在高工作电场下稳定工作，具有优异的灵敏度和探测极限。

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