金属卤化物钙钛矿在光伏、发光二极管、光电探测器和激光器等领域展现出了广泛的应用前景。研究者们聚焦于钙钛矿的“变脸”过程，即相变动力学，这关系到钙钛矿材料和器件的光电性能和稳定性，因此控制其相变和相稳定性已成为提高材料和器件性能的重要策略。钙钛矿的结构稳定性受到很多环境因素影响，其中，温度诱导钙钛矿的相转变是材料加工、测试和降解中的核心问题。目前材料结构研究中，通常使用衍射方法来了解宏观样品的平均结构信息，但衍射方法很难提供材料的局部结构信息，这限制了我们对钙钛矿中原子相分布和相变动力学的理解，特别是当有非钙钛矿相干扰我们在钙钛矿相中定位衍射峰时。所幸，低剂量电子显微技术的发展为解决这些问题提供了一条出路。然而，原子级原位观察相变过程仍然非常困难，因此将低剂量成像模式与原位实验结合使用对我们的成像技术提出了更高的要求。
近日，18新利体育
功能纳米与软物质研究院申博渊教授团队应用低剂量电子显微学（积分差分相位衬度技术）来识别原位加热过程中CsPbI3纳米晶体中的不同相结构 (α, β和γ相)。在此基础上，通过测量成像结果中PbI6八面体的旋转角度，定量描述热致相分布和相变过程。然后，通过对单个CsPbI3纳米晶体的相分布进行连续成像，在宏观时间尺度上，以原子级的清晰度解析了钙钛矿相之间的热致相变动力学。随着温度升高，CsPbI3纳米晶在颗粒水平上的结构演变过程，包括形貌和组成的变化也可以被直接可视化。这些结果为钙钛矿的相变动力学提供了原子视角，而且以超高的空间分辨率揭示了钙钛矿相变过程的空间和时间尺度。相关成果在《Nature Communications》期刊上发表（Nat. Commun. 2023, 14, 7142）。文章第一作者为我院博士生马蒙蒙。
原文网址：https://www.nature.com/articles/s41467-023-42999-5
文章题目：In situ imaging of the atomic phase transition dynamics in metal halide perovskites
作者信息：Mengmeng Ma, Xuliang Zhang, Xiao Chen, Hao Xiong, Liang Xu, Tao Cheng, Jianyu Yuan, Fei Wei, Boyuan Shen*
申博渊教授简介：https://funsom.suda.edu.cn/ee/df/c2735a454367/page.htm
责任编辑：郭佳