微尺度热不均匀性在钙钛矿纳米线阵列中实现带隙工程

《Small》：Microscale Thermal Inhomogeneity Enabled Bandgap Engineering in Perovskite Nanowire Arrays

钙钛矿纳米线通过阴离子交换实现组分梯度调控，形成显著微观热不均质，轴向温度梯度达3.6°C/μm。研究揭示了低热导率与纳米线细直径的协同作用机制，为声子工程调控钙钛矿组分提供新范式，拓展至微型光谱仪等光学器件应用。

　　

摘要

在微观层面上，热传输通常被认为是一个快速且随机的过程。然而，本文报道了卤化物钙钛矿单根纳米线（NWs）中显著的热不均匀性的形成现象，通过带隙工程，这种温度梯度可以进一步转化为成分梯度。在实验装置中引入热源或热沉后，通过使用含卤素的气体进行阴离子交换，制备出了成分渐变的纳米线阵列。多种空间分辨扫描探针分析表明，交换反应在整个纳米线长度上均匀发生，且反应速率沿纳米线方向逐渐降低；相应的热模拟结果显示，轴向的温度梯度高达3.6°C μm^?1。这种显著的热不均匀性归因于钙钛矿的极低热导率以及纳米线直径的减小。此外，这些具有成分梯度的纳米线展现了优异的光电特性，适合进一步集成到功能器件中。本研究为通过声子工程调控钙钛矿的成分提供了指导，从而扩展了其在超紧凑型微光谱仪、光谱成像传感器及其他微型光电器件中的应用前景。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据获取声明

本研究的数据可应合理要求向通讯作者索取。