层状钙钛矿由夹在具有典型介电行为的有机层之间的无机半导体金属卤化物八面体晶格的堆叠组成。这种二维金属卤化物钙钛矿中电载流子的面内限制驱动了一系列有吸引力的电子特性，例如强激子结合、各向异性电荷扩散和极化方向性。异质结构可以对电荷载流子扩散和定位提供额外的控制，并且面内异质结由于在这个方向上的高电荷迁移率而特别有吸引力。
在这里，意大利理工学院Roman Krahne等人展示了一种基于解决方案的通用方法，用于在二维卤化铅钙钛矿微晶中制造具有不同卤化物成分的面内异质结构。交换反应导致空间分离的卤化物相具有不同的带隙和光发射。将微晶暴露于溶液中的不同卤化物盐中会形成核壳异质结构。有趣的是，交换相的组成和相界的形态取决于交换路径。
对于 Br 到 I，研究者观察到崎岖的边界和相对纯净的交换晶相，而 I 到 Br 导致交换区域中的合金相和光滑的界面。不同的反应机制可能与卤化物在赤道或轴向八面体位置的优选定位有关，这导致八面体晶格的溶解和重结晶，或允许晶格内的离子扩散。这些对层状钙钛矿中离子交换过程的详细见解将刺激异质结构的发展，这些异质结构可以针对光催化、储能和光发射等不同应用进行定制。
A. Schleusener, M. Faraji, M. Borreani, S. Lauciello, L. Pasquale, S. K. Abkenar, G. Divitini, R. Krahne, Heterostructures via a Solution-Based Anion Exchange in Microcrystalline 2D Layered Metal-Halide Perovskites. Adv. Mater. 2024, 2402924.
https://doi.org/10.1002/adma.202402924
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