2026

研究團(tuán)隊(duì)制備了天藍(lán)色PeLED器件，并將其集成到原位電學(xué)樣品桿上，在恒電流條件下系統(tǒng)監(jiān)測(cè)發(fā)射層、界面和陰極接觸處的結(jié)構(gòu)、形貌和成分演變。并利用4D-STEM、EDS以及JEOL Perfect Sight HAADF對(duì)樣品進(jìn)行了表征。

圖1 鹵化物鈣鈦礦二極管的原位偏壓多模態(tài)電子顯微鏡研究發(fā)射體中心區(qū)域結(jié)構(gòu)完整，室溫下為正交晶體結(jié)構(gòu)，晶格排列整齊。成像過(guò)程中使用的電子劑量為（15.6 e?/?2），遠(yuǎn)低于鹵化物鈣鈦礦的損傷閾值（66至200 e?/?2），

圖2 電子傳輸層/發(fā)射體和空穴傳輸層/發(fā)射體這兩個(gè)界面截然不同——錯(cuò)位、缺陷、不均勻性，全都集中在這里。STEM-Perfect Sight HAADF顯示這些界面處存在高強(qiáng)度團(tuán)簇，經(jīng)確認(rèn)是富鉛相，可能包含金屬Pb、PbX?及CsPb?X?等物相。通過(guò)幾何相位分析，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)這些界面處存在明顯的晶格應(yīng)變，有的區(qū)域被拉伸，有的被壓縮，而富鉛相恰恰聚集在應(yīng)變集中的區(qū)域。通過(guò)幾何相位分析揭示的界面應(yīng)變和結(jié)構(gòu)畸變。

圖3顯示原始器件在 t = 0 分鐘時(shí)的區(qū)域 (a) 以及經(jīng) 35 分鐘電偏壓后的區(qū)域 (b) 的EDS Mapping結(jié)果。對(duì)比分析揭示了元素均勻性的變化，以及可能與電應(yīng)力相關(guān)的離子遷移或相分離現(xiàn)象。比例尺：50 nm。

這項(xiàng)工作的價(jià)值不僅在于揭示了PeLED的失效源頭，更在于建立了一套可推廣的模版。通過(guò)將4D-STEM、能譜儀、STEM成像技術(shù)與原位技術(shù)相結(jié)合，研究者可以在器件工作過(guò)程中同時(shí)獲得結(jié)構(gòu)、取向、應(yīng)變、成分、相分布等多維信息，而且這些信息來(lái)自同一個(gè)位置、同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。研究最后給出了幾個(gè)明確的設(shè)計(jì)方向：界面應(yīng)變管理、抑制離子介導(dǎo)反應(yīng)、穩(wěn)定金屬接觸。鈣鈦礦光電器件的穩(wěn)定性問(wèn)題，歸根結(jié)底是界面問(wèn)題。誰(shuí)能把界面穩(wěn)住，誰(shuí)就能讓器件活得更久——而這項(xiàng)研究，為如何穩(wěn)住界面提供了迄今為止最直接的原子尺度證據(jù)。

原文鏈接 ：https://doi.org/10.1038/s41586-026-10238-8

JEOL 在此感謝各研究團(tuán)隊(duì)

選擇JEOL產(chǎn)品，

并衷心祝賀上述研究組的精彩工作。