《Current Applied Physics》：Unveiling nanoscale functional properties of perovskite and low-dimensional materials via scanning probe microscopy for energy conversion
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摘要近年来，卤化物钙钛矿和二维材料已成为从光电子学到能量收集设备等一系列能量转换器件的有前景平台。下一代能量转换器件的性能关键取决于对材料在纳米尺度上的结构、缺陷和界面特性的基本理解。因此，理解局部结构特征与材料行为之间的相关性是关键。为此，扫描探针显微镜（SPM）提供了一条
摘要
近年来，卤化物钙钛矿和二维材料已成为从光电子学到能量收集设备等一系列能量转换器件的有前景平台。下一代能量转换器件的性能关键取决于对材料在纳米尺度上的结构、缺陷和界面特性的基本理解。因此，理解局部结构特征与材料行为之间的相关性是关键。为此，扫描探针显微镜（SPM）提供了一条路径，能够在纳米尺度上局部和空间上实现各种相关的材料测量。大量基于 SPM 的工作加深了对能量转换过程的理解。在此，我们回顾了卤化物钙钛矿和二维材料的最新亮点，特别关注由 SPM 表征的其纳米尺度功能特性。
引言
全球对可持续能源解决方案的追求推动了下一代功能材料领域的快速演进。在众多候选材料中，卤化物钙钛矿（HPs）和低维材料——特别是二维 (2D) 过渡金属二硫化物 (TMDs)——作为能量转换技术的主要平台，涵盖了光电子和能量收集设备，引起了相当大的关注 [[1], [2], [3], [4], [5]]。它们广泛的性能，如卓越的机械、电气和光电子特性，使其成为各种应用的理想选择 [1,[6], [7], [8], [9], [10]]。然而，这些器件的宏观性能对其纳米尺度异质性极为敏感。局部结构变化——如点缺陷、晶界和相分离——可能会显著改变电荷传输和降解路径 [[11], [12], [13], [14], [15]]。因此，仅依赖体相表征不足以充分理解和优化这些系统。扫描探针显微镜 (SPM) 为此理解提供了必要的桥梁。通过实现对形貌和功能响应（例如表面电势和电导率）的同时映射，SPM 揭示了局部结构与材料行为之间的直接相关性 [[16], [17], [18], [19]]。在本综述中，我们强调了基于 SPM 的卤化物钙钛矿和低维材料的最新发现，重点关注纳米尺度功能特性和潜在机制，这些机制为提高能量转换性能提供了途径。
章节片段
新兴能量转换材料平台
能源材料的格局正在经历根本性转变，从体相晶体半导体转向可溶液加工和原子级薄的材料系统。本节回顾了卤化物钙钛矿和低维材料的当前最先进水平，重点介绍了合成、缺陷和维度工程以及功能多样化的最新趋势。
通过 SPM 对能量转换材料的纳米尺度表征
SPM 非常适合探测新兴能源材料和器件中的纳米尺度结构 - 性能关系。这对于溶液加工的卤化物钙钛矿以及原子级薄或混合二维材料尤为重要，因为它们的器件性能受空间异质特征控制，例如晶界、点缺陷、界面势垒和局部应变。在多晶卤化物钙钛矿中，SPM 可以追踪局部形貌和功能在...下的演变
结论与展望
总之，SPM 已被证明对于阐明卤化物钙钛矿和二维材料中关键的纳米尺度结构 - 性能关系至关重要，从而改变了我们对局部缺陷和界面如何控制能量转换功能特性的理解。从可视化钙钛矿中由离子迁移引起的降解，到量化 TMDs 中可调节的接触势垒和功能晶界，SPM 提供了体相表征无法获得的见解。未来突破
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本论文中报告的工作。
Howoong Lee|Hyunwoong Na|Chanhyeok Kim|Jaehoon Kim|Taewoo Kim|Yooun Heo
