Blyhalogenidperovskiter kan omvandlas till optoelektroniska enheter genom lågkostnadslösningsavsättningar, men dessa tillvägagångssätt lämnar ofta många laddningsfångande defekter i perovskiten. Att ständigt förbättra prestandan hos dessa optoelektroniska enheter krävs för att övervinna flaskhalsproblemet. Defektens (inklusive ytdefekter och volymdefekter) täthet i perovskiter är en nyckelparameter som begränsar prestandan hos dessa material.

För att kontrollera ytdefekter, en brett studerad metod är att passivera och bota defekterna genom en ytteknisk process, vilket kan uppnås genom att lägga till en mängd olika tillsatser, inklusive ammoniummetylbromid, guanidiniumbromid, kaliumjodid-18, fenetyljodid, poly(3-hexyltiofen-2, 5-diyl), kolin jod, och 1-butyl-3-metylimidazoliumtetrafluorborat. Dock, denna metod kräver exakt kontroll av mängden tillsatser, ordningen för tillägg, och reaktionstiden, vilket gör denna process komplicerad och resulterar i en hög risk för förlust. För att justera volymdefekterna, en känd strategi är att bestråla perovskiter med ultraviolett ljus med hög energi, solljus, nära infrarött ljus, etc. Denna strategi kräver lång reparationstid och resulterar ibland i oåterkalleliga skador på materialen, vilket gör processen komplicerad. Därför, mycket effektiva och bekväma vägar för att reglera defekter i perovskiter behövs fortfarande.

I en ny tidning publicerad i Ljusvetenskap och tillämpningar , teamet av forskare, leds av docent Weili Yu, Professor Chunlei Guo från fotoniklaboratoriet, State Key Laboratory of Applied Optics, Changchun Institute of Optics, Finmekanik och fysik, Chinese Academy of Sciences och professor Qingfeng Dong från State Key Laboratory of Supramolecular Structure and Materials, Jilin University har tillsammans utvecklat en teknik (spänningsregleringsteknik) för att modifiera defektpopulationen av perovskitkristaller utan att kräva kemiska tillsatser.

Teamet använde sonder för att applicera ett elektriskt fält på ytan av ett perovskitprov för att hjälpa till att flytta injicerade laddningar till defekta platser med en hög grad av kontroll, samt de optiska och elektriska egenskaperna hos perovskitprov. Dessutom, de optimerade defektpopulationerna gjorde det möjligt för perovskiten att fungera som memristorenhet, kan aktivera flera motståndstillstånd.

Dessa forskare sammanfattar den operativa principen för spänningsregleringsteknik:"Spänningsregleringsteknik som en effektiv strategi kan reglera defekterna i perovskiter och påverka dess dynamiska bärartransport. De injicerade laddningarna som fungerar som en Lewis-bas kan fångas av blydefekter i ytskiktet och ytterligare passivera de donatorliknande defekterna på djupa nivåer inuti perovskiter. dessa "botade" defekter fångar inte längre bärare, och sannolikheten för strålningsrekombination i perovskiter ökar, som ytterligare förbättrar dess optiska och elektriska egenskaper."

"Detta arbete ger ny insikt i flexibiliteten i defekttätheten hos perovskiter, och spänningsreglering är en effektiv ingenjörsmetod för att justera inte bara defektdensiteten utan också bärarens livslängd, PL intensitet och motstånd. Detta arbete kommer att förbättra optimeringen av optoelektroniska enheter baserade på perovskites enkristaller, ", tillade forskarna.