Phân bố khoảng trống iodine trong các phim perovskite halide hữu cơ - vô cơ và hiệu ứng chuyển đổi điện trở

Vật liệu perovskite halide vô cơ - hữu cơ (OHP), chẳng hạn như CH₃NH₃PbI₃ (MAPbI₃), đã thu hút được sự quan tâm đáng kể cho các ứng dụng như tế bào năng lượng mặt trời, cảm biến quang, diode phát sáng và laser. Các nghiên cứu trước đây cho thấy rằng các khuyết tật mang điện có thể di chuyển trong các vật liệu perovskite dưới tác động của điện trường và/hoặc ánh sáng, tiềm tàng làm giảm khả năng ứng dụng thực tế của các thiết bị này. Sự hiểu biết và kiểm soát sự hình thành và chuyển động của các khuyết tật không chỉ dẫn đến các thiết bị ổn định hơn mà còn có thể hình thành các khái niệm thiết bị mới. Ở đây, đã được chứng minh rằng sự hình thành/tiêu diệt các khoảng trống iodine (V_I's) trong các phim MAPbI₃, dưới sự điều khiển của điện trường và ánh sáng, có thể gây ra các hiệu ứng chuyển đổi điện trở rõ rệt. Do rào cản năng lượng khuếch tán thấp (≈0.17 eV), các V_I's có thể dễ dàng trôi dưới tác động của điện trường, và khuếch tán một cách tự phát với một gradient nồng độ. Các kết quả cho thấy quá trình khuếch tán V_I có thể bị kiềm chế bằng cách kiểm soát sự ưa thích của vật liệu điện cực tiếp xúc đối với các ion I⁻, hoặc bằng ánh sáng. Một yếu tố nhớ viết bằng điện và xóa bằng quang học đã được chứng minh hơn nữa bằng cách kết hợp sự di chuyển ion với điện trường và ánh sáng. Những kết quả này cung cấp hướng dẫn để cải thiện độ ổn định và hiệu suất của các hệ thống quang điện dựa trên perovskite, và có thể dẫn đến sự phát triển của các thiết bị rắn kết hợp giữa ion, điện và quang học.