铅卤化物钙钛矿因其优异的光电性能而备受关注，其研究亦成为当今的一个热点，但目前大部分研究集中于多晶薄膜、纳米粉、纳米晶、纳米片等形态材料。对光电性能的极限追求促使研究者朝着单晶形态的钙钛矿材料的研究方向发展，而大尺寸、高质量的单晶生长一直以来都是比较困难的课题。为了解决这一科研难题，郑志平教授指导的14级博士生张明智采用课题组自主设计的管式炉进行了全无机钙钛矿型材料CsPbBr3的生长研究。为生长出高质量的单晶，首先通过一系列工艺条件优化，自主合成了高纯的多晶CsPbBr3粉体，并以此粉体生长出直径为8 mm，长度为60 mm的CsPbBr3单晶。该研究成果实现了大尺寸块体单晶生长的突破。该成果以论文形式被晶体学领域老牌杂志The Journal of Crystal Growth录用，论文题目为:“Synthesis and single crystal growth of perovskite semiconductor CsPbBr3”。博士生张明智为第一作者，郑志平教授为通讯作者。

Figure 1(a) Photograph of a CsPbBr3single crystal, inset: a wafer from the crystal (b) Three-dimensions (3D) AFM image of the wafer surface

在生长出大尺寸块体CsPbBr3单晶的基础上，进一步对晶体结构做了更加深入细致的研究。通过X射线和电子衍射等表征手段研究了在不同温度环境下生长的CsPbBr3单晶的晶体结构以及相关的温度结构相变规律。结果表明，所生长CsPbBr3晶体是沿着（110）晶向生长的高质量单晶。其质量已经满足应用于单晶衬底和半导体器件制备的条件，可广泛应用于能源、射线传感、LED显示等多个领域。该成果以论文形式发表于晶体学领域权威杂志CrystEngComm上，论文题目为:“Growth and characterization of the all-inorganic lead halide perovskite semiconductor CsPbBr3single crystals”。博士生张明智为第一作者，郑志平教授为通讯作者。

Figure 2 Typical HRTEM and FFT images of the CPB crystal, inset: FFT image

以上工作得到了国家自然科学基金面上项目（11575065和11275078）的支持。并得到教育部敏感陶瓷研究中心各位老师的大力支持。

来源：华中科技大学