美国加州大学洛杉矶分校研究团队通过纳米级改性提升钙钛矿半导体电子器件性能
2026-03-20 08:57
来源:加利福尼亚大学洛杉矶分校
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美国加州大学洛杉矶分校的研究人员开发了一种新方法,显著改善了电流在钙钛矿半导体中的传输效率。这项研究成果已发表在《自然材料》期刊上。

钙钛矿半导体是一种在下一代电子器件中具有潜力的新兴材料,适用于太阳能电池、传感器和光电探测器等领域。然而,金属电极与钙钛矿之间的界面问题常导致电接触不良,阻碍了电流的有效流动,限制了器件性能。

研究团队通过重新设计电接触结构,解决了这一瓶颈。他们采用了一种接触诱导的电荷转移掺杂策略,在金属电极下方创建了一个极薄的局部改性区域。这一过程涉及三个步骤:首先,使用范德华层状金属电极以减少对钙钛矿表面的损伤;其次,通过温和热退火使少量银扩散到近表面区域;最后,利用紫外光照射将银转化为氧化银纳米团簇。

这些氧化银纳米团簇作为电子受体,从钙钛矿中提取电子,形成局部p掺杂区域。这种改性将界面处的“阻塞”区域从约250纳米缩小到不足25纳米,降低了接触电阻,使电荷载流子能够通过量子隧穿过程更高效地穿过势垒。

这一突破有望推动钙钛矿电子器件的发展,实现更快的运行速度、更低的功耗和更高的可靠性。它标志着将钙钛矿从实验室研究转向实用技术的重要进展,并为其他新兴半导体材料的界面工程提供了新思路。

该研究的通讯作者是加州大学洛杉矶分校的段镶锋教授,第一作者为博士生周博轩和博士后研究员万来园。目前,这项工作尚处于概念验证阶段,但展示了钙钛矿半导体在电子器件应用中的广阔前景。

出版详情:作者:Nicole Wilkins, University of California, Los Angeles;标题:《Clearing the nanoscale bottleneck holding back next-gen electronics》;发表于:《Nature Materials》(2026)。

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