揭秘鈣鈦礦中的“隱形殺手”：點缺陷如何決定未來光電器件的命運。
在新一代光電材料的探索中，金屬鹵化物鈣鈦礦（MHPs）以其超長載流子壽命、接近100%的發光量子效率、可調帶隙以及對缺陷的高度容忍性而脫穎而出。它們不僅在太陽能電池、發光二極管、探測器和激光器等領域展現出巨大潛力，更被視為顛覆傳統半導體產業的重要候選。然而，這些“明星材料”同樣面臨致命挑戰：穩定性不足。研究發現，點缺陷在其中扮演著關鍵角色，它們既決定了載流子的動態行為，也是離子遷移、相變和降解的重要觸發點。如何認識并調控點缺陷，已成為提升鈣鈦礦器件性能與壽命的核心課題。正因如此，過去五年，伴隨著高精度密度泛函理論（DFT）以及非絕熱分子動力學的快速發展，科研人員對點缺陷的本質和作用機制有了更深入的理解。
在此，南京大學鄒志剛院士、王冰研究員聯合浙大寧波理工學院鐘宇飛教授系統總結了點缺陷在鈣鈦礦材料中的類型、形成能、對載流子復合與熱載流子行為的影響，并進一步探討了缺陷容忍性的起源及其局限性。同時，文章還從離子動力學角度揭示了點缺陷如何誘發降解、相分離與遷移，并提出了多種調控策略。整體而言，這些成果為優化鈣鈦礦的穩定性和光電性能提供了理論支撐，也為未來更可靠的器件設計指明方向。相關成果以“Point defects in metal halide perovskites”為題發表在《Nature Reviews Physics》上，第一作者為Nuo Xu。
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