近日，我院杨一鸣教授课题组在国际知名期刊《Small》（JCRQ1，TOP类期刊，影响因子12.1）上发表了微纳尺度上卤化物钙钛矿能带工程调控的最新研究成果，题为“Microscale Thermal Inhomogeneity Enabled Bandgap Engineering in Perovskite Nanowire Arrays”。论文的通讯作者为杨一鸣教授，学院徐娇老师为共同通讯作者，论文第一作者为我院博士研究生李建良，李静、刘威利为论文的共同第一作者。
近十年来，卤化物钙钛矿在光伏、发光二极管、光电探测器、激光器及忆阻器等领域取得了显著进展。目前的研究多集中于电子与光子传输行为，而钙钛矿中的声子输运长期以来未受到足够重视。卤化物钙钛矿普遍具有超低热导率，这一独特热力学特性可能对器件的设计与性能产生深远影响。尤其在器件尺寸缩小至微米以下时，散热效率成为关键挑战。因此，当钙钛矿微晶与纳米晶的尺寸接近声子平均自由程时，将成为研究微观热输运及声子调控的理想平台。
图 (a)准垂直纳米线阵列生长及表征; (b) “自下而上”和“自上而下”的离子交换方法; (c) 光谱成像传感器件探索。
在该研究中，杨一鸣课题组创新性地提出了“自上而下”与“自下而上”两种温度梯度诱导能带工程策略。课题组发现了基底依赖的卤化物钙钛矿晶体垂直生长方法，并基于该类材料超低热导率及松散离子晶格结构的特点，利用温度梯度在微纳尺度上实现了准垂直结构纳米线阵列的梯度能带精确调控。通过该方法制备的梯度纳米线展现出优异的光电性能。本工作为微纳尺度热工程在钙钛矿能带调控中的应用提供了理论指导，未来有望应用于超紧凑微型光谱仪、光谱成像传感器等微型光电器件中。
杨一鸣课题组长期致力于新型半导体材料中离子动力学及微纳器件的研究，具备完备的材料生长、表征与器件测试平台，并自主搭建了具有微纳操作功能的实验设备。上述研究获得了国家自然科学基金、辽宁省科技厅及大连理工大学等单位的资助支持。
论文链接： http://doi.org/10.1002/smll.202510282
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