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挑战厘米级钛钙矿单晶薄膜——记马仁敏团队


来源:中国粉体网   漫道

[导读]  近日,北京大学马仁敏团队报道了在空间限制的生长条件下,通过控制晶体的成核密度和生长速度,制备了厘米尺寸的单晶钙钛矿薄膜。

中国粉体网讯  现代电子与光子器件依赖于半导体单晶薄膜的优异性能和良好可重复性。新兴的卤化物钙钛矿材料具有非凡的电子和光子特性,已经在太阳能电池、激光器、发光二极管和光电探测器等方面的应用都取得了巨大的成功。然而,由于钙钛矿晶体材料的随机成核和各向同性生长,基于溶液生长的方法对于生长大尺寸的钙钛矿单晶薄膜具有根本上挑战。

 

近日,北京大学马仁敏团队报道了在空间限制的生长条件下,通过控制晶体的成核密度和生长速度,制备了厘米尺寸的单晶钙钛矿薄膜。

 

什么是厘米级钛钙矿薄膜

 

对生长衬底进行疏水处理抑制了成核,并且加快了单晶薄膜的生长速度,为初始晶核快速生长起来提供了足够的空间,且互不接触。通过此种方法,他们成功地生长出了纵横比超过1000的单晶钙钛矿薄膜(边长1cm,厚度10μm)。

 


 

生成的薄膜的缺陷态密度在10^11cm-3左右,迁移率超过60cm2/V∙s。。由于钙钛矿层具有高的载流子迁移率和薄的厚度,载流子穿越时间大大缩短,钙钛矿单晶薄膜的光电探测器取得了近10^4的增益值。相关工作开辟了一条生长大尺寸钙钛矿单晶薄膜的新途径,也为开发高性能钙钛矿薄膜器件提供了新的平台。

 

这项工作得到了国家自然科学基金项,北京自然科学基金和中国国家重点研究开发计划的支持。

 

马仁敏:科研需要分享也需要碰撞

 



本科毕业后,马仁敏来到了北京大学攻读博士学位,宽松自由的学术氛围为他潜心物理世界创造了条件,科研变得更加顺畅了。在北大,马仁敏的才能获得了进一步的认可和肯定,北京大学学术十杰、叶企孙实验物理奖、北京大学优秀毕业生、全国优秀博士学位论文....这些奖项无一不在证明着马仁敏的实力。但对马仁敏来说,他更看重的是钻研的过程,他对科研的兴趣和信心也在过程中进一步深化。

 

马仁敏他说自己是个既悲观又乐观的人。悲观让他总把事情做最坏的打算,乐观又让他相信自己一定可以取得成果,“道路是曲折的,前途是光明的”,这是让马仁敏长期坚持下来的原始动力。”我很难说去放弃什么东西。只是想再试一次吧,再试一次吧”,每当遇到难题,马仁敏就这样告诉自己,因为他知道创造的火光往往出现在即将绝望之时,如果提前放弃就可能错过一次机会。

 

“我正在将我所学到和所感受到的精华的思想和理念,教给我的学生们,我招了知识背景多样的学生,就是要培养他们的分享合作意识,让他们在思想的碰撞中共同进步成长。”

 

参考来源

北京大学新闻网、马仁敏课题组官网

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