研究人员对卤化物钙钛矿材料的原子结构实现新控制，创造出“能量三明治”，这或改变太阳能电池、LED和激光器制造方式。钙钛矿因卓越吸光发光能力、价格低且能更好转化太阳光谱为能量，长期被视为硅在相关领域的潜在替代品。不过，钙钛矿器件存在不稳定性、耐久性问题，且科学家难以精确控制薄膜厚度与不同层堆叠的相互作用，这限制了其在功能性多层结构中的应用。

如今，剑桥大学领导的研究团队找到生长超薄钙钛矿薄膜新方法，采用气相沉积技术逐层生长三维和二维钙钛矿，将薄膜厚度控制到原子级几分之一，使原子完美排列，有望制造更强大、耐用、高效的设备。该团队在《科学》杂志发表成果，或为大规模生产钙钛矿器件打开大门，生产工艺可类似商用半导体制造工艺。

气相处理技术带来原子级精度，研究人员结合三维和二维钙钛矿材料制备并控制原子级可调控堆叠结构，实现外延生长，能直接观察材料发光特性随层数变化。他们还能通过设计层间连接控制电子和空穴行为，调节层间能量差，延长电子和空穴寿命。这种精度水平或为可扩展高性能设备铺平道路，以新方式利用光，应用于激光器、探测器及下一代量子技术。化学工程与生物技术系教授 Sam Stranks称，能随意改变钙钛矿组成性能并探究变化是真正成就，展示了利用钙钛矿制造可用半导体的可能，或彻底改变廉价电子产品和太阳能电池制造方式。

更多信息： 杨璐等，《具有可调能带偏移的钙钛矿异质结构的逐层外延生长》，《科学》(2025)。期刊信息： 科学