新研究实现杂化钙钛矿原子尺度直接成像
10月30日，《自然》杂志在线刊发了由比利时安特卫普大学、华南理工大学、上海科技大学、美国普度大学及中国科学技术大学等联合完成的最新研究成果。研究团队首次成功实现了对甲基铵铅碘（MAPbI3）杂化钙钛矿晶体边缘与缺陷结构的原子尺度直接成像，并揭示了其在电子束辐照下的动态结构损伤机制。
记者从华南理工大学获悉，该校前沿软物质学院博士后原彪、教授韩宇参与了此项研究。论文第一作者原彪表示，尽管边缘与缺陷在晶体材料中所占体积极小，但它们对材料性能的影响却至关重要。然而，由于有机–无机杂化钙钛矿对电子束高度敏感，即便使用具备亚埃分辨率的球差校正电镜，也难以对其局部结构进行稳定成像。
为突破这一限制，研究团队采用事件驱动型直接电子探测器，在超低电子剂量条件下采集数据，并利用先进的电子叠层衍射算法，成功实现了对MAPbI3的高时空分辨实空间结构解析。研究结果显示，该材料的边缘多由甲基铵（MA+）和碘离子（I-）终止；同时，碘空位作为诱导结构退化的关键缺陷，无论位于表面还是体相，均会显著加速晶体损伤的演化。
该研究不仅为深入理解杂化钙钛矿的微观不稳定机制提供了直接证据，还展示了超低剂量原子成像在电子束敏感材料研究中的重要潜力与方法学价值。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09693-6
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