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本报讯 朱嘉教授课题组与美国范德堡大学Prof. Deyu Li 合作在金属-卤素钙钛矿纳米线热传输性质研究中取得新进展,研究成果近期在线发表在Nano Letters 上。博士生王毓熙,朱鹏臣和硕士生林仁兴为文章共同第一作者,朱嘉和Deyu Li 为文章的共同通讯作者。
尽管钙钛矿材料光电子特性已经被广泛研究,但其热物理性质的深入研究仍然欠缺,却对其各类光电器件的散热及稳定性产生直接影响。此外,由于这种材料潜在具有较高的塞贝克系数与较低热导率,其在热电能量转化中也具有发展潜力。因此,研究金属-卤素钙钛矿纳米结构的热学性质是目前关注的焦点之一。
朱嘉课题组利用悬空热桥方法系统测试了CH3NH3PbI3, CH3NH3PbBr3 和 CsPbBr3 三种钙钛矿纳米线的热导率。测试结果展示出在35 K到325 K的测试温度区间内,三种材料随温度变化的热导率。通过实验数据与理论分析,可以发现它们的热传输特性受到阳离子动力学控制。一方面,由于有机阳离子的作用,使得CH3NH3PbBr3 结构内无序度增加,其热导率与CsPbBr3相比受到显著抑制。另一方面,两种有机-无机杂化钙钛矿相比, 在低温区CH3NH3PbBr3结构内受阳离子动力学影响具有更高的无序度,使其在低温区热导率更低;而在高温区热导率受阳离子动力学影响减弱,由于CH3NH3PbI3 更低的声速度与较高倒逆散射率,使其在高温区热导率更低。此项工作揭示了三种钙钛矿纳米线的本征热传输机理,对理解同类材料热学性质以及构建高性能器件具有重要意义。
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