2D/3D金属卤化物钙钛矿异质结广泛应用于光电器件，但是由于卤化物钙钛矿具有不稳定缺点，导致难以形成很好的结构。因此显著影响了对异质结构的组成、方向、界面的深入理解。有鉴于此，威斯康星大学麦迪逊分校金松、John C. Wright，台湾交通大学Yung-Jung Hsu等报道了在3D CsPbBr₃单晶薄膜上以垂直、平行的方式外延生长(PEA)₂PbBr₄ (PEA=苯乙胺)片状结构，该过程中形成了较好质量的异质结构。考察了垂直、平行两种结构异质结的界面载流子性能。

本文要点：

（1）

通过时间分辨瞬态荧光表征异质结构中具有激子湮灭、解离和复合的单分子和双分子动力学，而且异质结构中存在载流子的传输。

（2）

平行方式异质结结构。通过Type-I（载流子转移）、Type-II（载流子分离）两种界面能带结构模型对平行结构异质结界面的载流子传输、复合过程之间的平衡进行解释：Type-I型界面能带结构对厚度较薄的2D片能够更好的理解，Type-II型界面能带结构对厚度较厚（>150 nm）的2D片能够更好的描述。

（3）

垂直方式异质结结构。当片状2D钙钛矿以垂直方式连接，时间分辨瞬态荧光表征结果显示为直接激发荧光，而且荧光和基底3D薄膜的厚度无关（厚度在0.4~5.8 μm之间）。电化学测试结果显示，垂直方式连接的异质结构展示了更好的电子传输性质。

（4）

本文首次实现了2D/3D异质结构钙钛矿材料的调控和研究，通过控制异质结的方向、组成，揭示了钙钛矿异质结中的电荷转移机理，为指导和发展钙钛矿相关光电器件提供经验。

参考文献

Distinct Carrier Transport Properties Across Horizontally vs Vertically Oriented Heterostructures of 2D/3D Perovskites, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.0c10000

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c10000