人工晶体学报

作者：萧岱桢, 高荣, 陈怡, 米启兮

单位：上海科技大学物质科学与技术学院，上海 201210

关键词：CsSnBr3,锡钙钛矿,光电材料,半导体晶体,坩埚下降法,载流子浓度,迁移率,

基金：国家自然科学基金(22075182)

使用布里奇曼法成功制备了?12 mm×35 mm的掺杂1%Sn（Ⅳ）与未掺杂的CsSnBr3晶体，并以溶液法生长的CsSnBr3晶体作为对照，对全部晶体样品进行了物相、电学和光学性质研究。CsSnBr3晶体属于立方晶系，空间群Pm3m。未掺杂的CsSnBr3的禁带宽度为1.79 eV，掺杂1%的Sn（Ⅳ）可以显著提升CsSnBr3晶体的载流子浓度及迁移率，其中载流子浓度从6.1×1016 cm-3提升至1.0×1018 cm-3，迁移率从5.7 cm2·V-1·s-1提升至36 cm2·V-1·s-1，迁移率达到和溶液法晶体相当的水平。CsSnBr3在约680 nm处存在荧光发射峰，Sn（Ⅳ）能抑制载流子的非辐射复合过程，减小非辐射复合概率，提高荧光强度，但不影响荧光寿命。经计算后发现在掺杂1%的Sn（Ⅳ）后，CsSnBr3晶体的少数载流子扩散长度达到了未掺杂时的近三倍。CsSnBr3晶体对化学计量比的偏离具有一定的容忍度，在±1%的偏离范围内，晶体性能不会受到显著影响，多余组分会以特定形式析出于晶体表面。本文认为少量的Sn（Ⅳ）可以增加锡钙钛矿材料的导电性，并可能保护晶界，削弱晶界处载流子的散射及非辐射复合。化学计量比容忍度的发现可以为制备锡钙钛矿材料提供原料配比的灵活性，加深对CsSnBr3晶体生长机制的理解，降低工艺难度。

来源：2025年第7期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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