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分子束外延法制备BaZrS3硫系钙钛矿薄膜

硫系钙钛矿非常稳定,由廉价、无毒的元素制成,可以应用于太阳能电池、照明等领域。

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我们用分子束外延法制备了BaZrS3薄膜。BaZrS3与ZrS6八面体共角形成正交扭曲钙钛矿结构。单步MBE工艺使薄膜在原子尺度上光滑,具有近乎完美的BaZrS3化学计量,并与LaAlO3衬底具有原子锋利的界面。薄膜通过两种相互竞争的生长方式外延生长:缓冲外延,具有自组装界面层,减轻外延应变;直接外延,具有旋转立方体对立方体生长,适应氧化物和硫化物钙钛矿之间的大晶格常数不匹配。这项工作为开发硫系钙钛矿作为一种半导体合金家族奠定了基础,这种合金的性质可以在高质量的外延薄膜中随应变和成分而调整,就像长期以来建立的其他体系,包括Si-Ge, III-Vs和II-Vs。本文所介绍的方法也代表了气源硫化物MBE的复兴。

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Ida Sadeghi,Kevin Ye,Michael Xu,Yifei Li,James M. LeBeau,Rafael Jaramillo。



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