Loodhalogenideperovskieten kunnen worden omgezet in opto-elektronische apparaten door middel van goedkope oplossingsafzettingen, maar deze benaderingen laten vaak tal van defecten in het vangen van lading achter in de perovskiet. Het continu verbeteren van de prestaties van deze opto-elektronische apparaten is nodig om het knelpuntprobleem op te lossen. De dichtheid van het defect (inclusief oppervlaktedefecten en volumedefecten) in perovskieten is een belangrijke parameter die de prestaties van deze materialen beperkt.

Om oppervlaktedefecten te beheersen, een veel bestudeerde methode is om de defecten te passiveren en te genezen door een oppervlakte-engineeringproces, wat kan worden bereikt door een verscheidenheid aan additieven toe te voegen, waaronder ammoniummethylbromide, guanidiniumbromide, kaliumjodide-18, fenethyljodide, poly(3-hexylthiofeen-2, 5-diyl), choline jodium, en 1-butyl-3-methylimidazoliumtetrafluorboraat. Echter, deze methode vereist een nauwkeurige controle van de hoeveelheid additieven, de volgorde van toevoeging, en de reactietijd wat dit proces ingewikkeld maakt en resulteert in een hoog risico op verlies. Om de volumedefecten af ​​te stemmen, een bekende strategie is het bestralen van perovskieten met hoogenergetisch ultraviolet licht, zonlicht, nabij-infrarood licht, etc. Deze strategie vereist een lange reparatietijd en leidt soms tot onomkeerbare schade aan de materialen, wat het proces ingewikkeld maakt. Daarom, zeer efficiënte en gemakkelijke routes om defecten in perovskieten te reguleren zijn nog steeds nodig.

In een nieuw artikel gepubliceerd in Lichtwetenschap en toepassingen , het team van wetenschappers, onder leiding van universitair hoofddocent Weili Yu, Professor Chunlei Guo van het Fotonica Laboratorium, Staatssleutellaboratorium voor toegepaste optica, Changchun Instituut voor Optica, Fijne mechanica en natuurkunde, Chinese Academie van Wetenschappen en professor Qingfeng Dong van State Key Laboratory of Supramoleculaire structuur en materialen, Jilin University heeft samen een techniek ontwikkeld (voltage-regulation engineering) voor het wijzigen van de defectpopulatie van perovskietkristallen zonder dat chemische toevoegingen nodig zijn.

Het team gebruikte sondes om een ​​elektrisch veld op het oppervlak van een perovskietmonster aan te brengen om geïnjecteerde ladingen met een hoge mate van controle naar defecte locaties te verplaatsen, evenals de optische en elektrische eigenschappen van het perovskietmonster. Bovendien, de geoptimaliseerde defectpopulaties stelden de perovskiet in staat om als memristorapparaat te fungeren, in staat om meerdere weerstandstoestanden te activeren.

Deze wetenschappers vatten het operationele principe van spanningsregulatie-engineering samen:"Spanningsregulatie-engineering als een efficiënte strategie kan de defecten in perovskieten reguleren en het dynamische draaggolftransport beïnvloeden. De geïnjecteerde ladingen die als een Lewis-base werken, kunnen worden gevangen door looddefecten in de oppervlaktelaag en de diepe donorachtige defecten in perovskieten verder te passiveren. deze 'genezen' defecten vangen geen dragers meer op, en de kans op stralingsrecombinatie in perovskieten wordt vergroot, die de optische en elektrische eigenschappen verder verbeteren."

"Dit werk biedt nieuw inzicht in de flexibiliteit van de defectdichtheid van perovskieten, en spanningsregeling is een effectieve technische methode om niet alleen de defectdichtheid af te stemmen, maar ook de levensduur van de drager, PL intensiteit en weerstand. Dit werk zal de optimalisatie van opto-elektronische apparaten op basis van perovskieten eenkristallen verbeteren, "voegden de onderzoekers eraan toe.