?
Modulation of charge transport and rectification behavior in CsSnI3 thin films through A-site cation engineering
Перовскит CsSnI3 представляет собой тонкопленочный полупроводник с высокой собственной проводимостью для различных применений в устройствах (термоэлектрических, фотовольтаических и т. д.). Стехиометрический CsSnI3 имеет высокую плотность дефектов и структурные несовершенства, влияющие на производительность устройств. В работе мы провели исследование катионной инженерии в A-позиции, чтобы оценить корреляцию между структурными и транспортными параметрами для эффективной работы в диодных устройствах. Мы проанализировали тонкие пленки CsSnI3, модифицированные катионами метиламина (MA), формамидина (FA), гуанидина (GuA) и 5-аммоний валериановой кислоты (AVA), сопоставляя структурные параметры, полученные с помощью уточнения по Ритвельду, с их оптоэлектронными и диодными характеристиками. Пленки, замещенные MA, FA и GuA, показали низкое сопротивление слоя (~450–2200 Ом/квадрат); искажения решетки, вызванные деформацией, и накопленные дефекты в пленках, замещенных GuA, значительно затрудняли эффективный сбор заряда и увеличивали рекомбинационные потери. Введение AVA привела к образованию низкопроводящих двумерных прослоек, что увеличило сопротивление (>10^5 Ом/квадрат) и изменило переходные характеристики, показав при этом минимальные потери обратного переключения (~100 мкВт/см2), что выгодно для приложений в высокочастотных устройствах. Замена FA оказалась оптимальной, обеспечивая баланс между структурной стабильностью, проводимостью, минимальным количеством дефектов и соответствующими диодными характеристиками. Полученные результаты показывают, что целенаправленные модификации решетки существенно влияют на практическую значимость выпрямительных p–i–n-диодов на основе CsSnI3.