高性能器件通常需要具有相干异质结、量子阱和多量子阱结构，而这些结构通常通过气相外延工艺制备。
本研究美国北卡罗来纳大学教堂山分校黄劲松等人展示了一种利用溶液法生长由混合维度钙钛矿组成的相干异质结和量子阱的方法。通过利用甲基铵（MA⁺）和4-（氨甲基）哌啶鎓（4AMP²⁺）的溶解度差异，我们组装了具有不同层数的层状钙钛矿。通过调控溶液生长过程中的温度曲线，成功制备了具有不同层数或带隙的4AMP-MAn−1n−1PbnnI3n+13n+1量子阱。
此外，还通过循环温度曲线实现了多量子阱的制备。这些异质结和量子阱具有无缺陷的晶格匹配界面，并表现出优异的热稳定性。计算和光学研究证实了n=2/n=3异质结中的I型能带对齐。这项研究为开发复杂的钙钛矿异质结和量子阱器件开辟了新方向。
文章亮点
溶液法生长高质量异质结与量子阱：通过调控温度和溶解度差异，实现了无缺陷、晶格匹配的钙钛矿异质结和量子阱的溶液生长，突破了传统气相外延工艺的限制。
可调谐带隙与多层结构：通过精确控制生长条件，成功制备了具有不同层数（n=2至n=7）和带隙的量子阱，并实现了多量子阱结构的周期性调控。
优异的热稳定性与载流子传输性能：纯碘化物体系避免了卤化物迁移导致的不稳定性，异质结在高温高湿环境下仍保持界面清晰；I型能带对齐显著增强了量子阱的发光效率，发光强度比自由晶体提高2-10倍。
Shi, Z., Xian, Y., Wang, X. et al. Tunable coherent mixed-dimensional perovskite heterojunctions and quantum wells grown from solution. Nat. Photon. (2025).
https://doi.org/10.1038/s41566-025-01723-z
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