了解有机-无机杂化钙钛矿的原子结构和结构不稳定性是了解其卓越光电性能和理解失效机制的关键。北京大学Peng Gao，中科院深圳先进技术研究院Xiao Wang，Jiangyu Li以及石家庄铁道大学Jinjin Zhao等人使用透射电子显微镜中的直接检测电子计数相机的低剂量成像技术，在原子尺度上研究了 CH₃NH₃PbI₃（MAPbI₃）的原子结构和分解途径。

本文要点：

1）研究人员成功地在超低电子剂量条件下对真实空间中钙钛矿的原子结构进行成像，并观察到两步分解过程，即MA⁺的初始损失，然后钙钛矿结构坍塌为具有临界阈值剂量的 6H-PbI₂。

2）有趣的是，在钙钛矿坍塌之前，具有局部有序空位的中间相（MA_0.5PbI₃）可以稳定存在，这为在降解过程中预防和恢复钙钛矿结构提供了启发。随着结构演化，带隙逐渐从~1.6 eV 增加到~2.1 eV。此外，还发现C-N 键在辐照下很容易被破坏，释放出NH₃ 和HI并留下碳氢化合物。

这些发现增强了对MAPbI₃光电特性和失效机制的理解，为材料优化提供了潜在的策略。

Chen, S., Wu, C., Han, B. et al. Atomic-scale imaging of CH₃NH₃PbI₃ structure and its decomposition pathway. Nat. Commun. 12, 5516 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-25832-9