综述：增强介电弹性体驱动的材料策略新进展

《Sensors and Actuators A: Physical》：Emerging Material Strategies for Enhanced Dielectric Elastomer Actuation

本文系统综述了二维热致变色钙钛矿材料在光电探测器领域的创新应用。研究通过构建Au/(n-BA)2NiIxCl4-x/n-Si/Al器件，首次揭示了热致变色夹层对二极管光电性能的调控机制，实现了光导/光电双模式切换功能。该器件在自供电（0V）和反偏压（-0.9V）条件下分别展现优异的光电响应度（Rmax=1.17A/W）和探测率（Dmax=4.6×1010Jones），为智能光电传感器设计提供了新思路。

　　

材料策略

热致变色二维钙钛矿材料因其在智能窗、传感器和光学开关等领域的应用潜力而备受关注。本研究聚焦于(n-BA)₂NiI_xCl_4-x这种新型二维钙钛矿薄膜，通过扫描电镜观察到微晶钙钛矿片状结构，X射线衍射在2θ=9.81°处显示特征峰，对应9.1?的层间距，证实了二维结构的存在。值得注意的是，热致变色效应导致材料在0D和2D结构间可逆转变，使玻璃基底上的薄膜带隙从3.14eV变为2.43eV。

器件性能

制备的Au/(n-BA)₂NiI_xCl_4-x/n-Si/Al器件展现出独特的热切换特性：正偏压下阈值电压随温度升高而增加，反偏压下漏电流显著增大。该器件兼具光电探测功能，可在光电二极管和光导器模式间切换。在自供电（0V）光电二极管模式下，实现最大响应度1.17A/W，探测率4.6×10¹⁰Jones，外量子效率高达262%；在反偏压（-0.9V）光导模式下，相应参数分别为46mA/W、1.7×10¹⁰Jones和10.5%。

机制分析

二维钙钛矿的层状结构通过大尺寸有机阳离子（如n-BA⁺）插层形成，其各向异性的电荷传输特性为偏振敏感探测提供了基础。热致变色效应源于可逆的相变过程：室温下薄膜呈透明态，60°C时转变为深棕色，伴随载流子传输行为的显著变化。器件表现出较低的逆向饱和电流（10^-8A）和较高的整流比，表明势垒高度提升和界面钝化效果增强。

应用前景

这种热致变色钙钛矿集成二极管为（光）电子领域开辟了新途径，特别是在可切换式光电传感器、智能窗集成系统和环境自适应器件方面具有应用潜力。研究结果为零维/二维钙钛矿相变调控及其光电应用提供了重要参考。