近日，我院姜小芳教授指导研究生在准二维钙钛矿边缘态研究中取得重要进展，其研究成果以“Designable Layer Edge States in Quasi-2D Perovskites Induced by Femtosecond Pulse Laser”发表在Advanced Science（IF=16.806）。硕士研究生苗雨、肖泽祺为一作和共同一作，华南师范大学为第一完成单位。

准二维钙钛矿单晶中存在的层边缘态具有较低的带隙能量和较长的载流子寿命，有利于高效的电子空穴解离，可大大提高二维钙钛矿的光电器件性能。但是目前边缘态的产生都是在合成或是机械剥离过程中随机产生，无法有效控制。论文作者创新性地利用飞秒脉冲激光直写技术在准二维钙钛矿单晶薄膜(BA)₂(MA)_n−1Pb_nI_3n+1 (n>1) 得到了具有较长的载流子寿命与较低的带隙能量的可控层边缘态。通过荧光光谱、荧光寿命、形貌结构等多种分析手段，系统性地研究了飞秒激光烧蚀准二维钙钛矿过程中的物理机制和过程。证明了该层边缘态来源于高能量的飞秒激光烧蚀准二维钙钛矿薄膜产生的三维MAPbI₃。由于间隔层有机分子BA与层间钙钛矿结构结合力弱，容易通过升华逃逸到环境中，导致层间钙钛矿塌陷产生三维的MAPbI₃结构。另外实验结果还表明，在烧蚀过程中给单晶薄膜一个覆盖层，升华的物质将会再次凝结产生BA₂PbI₄（n=1）结构。该工作结果提出了一种精确可控的钙钛矿层边缘态产生手段，为进一步利用边缘态调控二维钙钛矿光电器件性能指出一条新的道路。

论文指导老师姜小芳教授是我院2018年引进的青年拔尖人才，广东省青年珠江学者，主要从事超快激光光谱技术和微纳米光电材料器件研究。共计发表SCI论文90余篇，其中以第一作者/通讯作者在Adv. Sci., J. Phys. Chem. Lett., J. Phys. Chem. C, Adv. Optical Mater., Nanoscale, Photon. Res., Appl. Phys. Lett.发表26篇。所发表论文总被引频次达6000余篇次，H因子为40。迄今已申获国家自然科学基金面上项目、青年项目，广东省自然科学基金自由申请、博士启动等多项省部级基金。论文合作通讯作者是我院唐志列教授、华南先进光电子研究院胡小文副研究员和美国宾夕法尼亚州立大学的王凯博士。该研究得到了国家自然科学基金面上项目、广东省自然科学基金和广州市科技计划等项目经费的支持。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202201046

飞秒激光烧蚀产生可控准二维钙钛矿层边缘态