近日，理工学院物理学系光电材料与器件团队在物理学Applied Physics Letters发表最新研究成果“First-principles study of detrimental iodine vacancy in lead halide perovskite under strain and electron injection”，该论文被选为编辑精选系列(Editor’s Picks)。论文第一作者为物理学系博士研究生徐鑫，通讯作者为物理学系刘彭义教授和时婷婷副教授。

本文立足于钙钛矿材料中碘空位缺陷的争议性物理问题，系统模拟了实验条件中环境应变和电子注入对于空位缺陷的结构演变影响，揭示了碘空位诱导的铅-铅二聚体(Pb-Pb dimer)形成是引起其从浅能级杂质转变成非辐射复合中心的关键。研究发现在不同实验条件下经典空位模型与二聚体模型之间的能量跃迁势垒有所不同，并且系统计算了相应缺陷的能带结构和电荷分布特征。这些计算结果表明在复杂的制备环境中空位缺陷的模拟需要考虑到结构、成键和电子特性的变化关联作用，该工作的推进不仅从理论上解决了杂化钙钛矿中本征缺陷类型的界定问题，更为控制器件缺陷和消除复合损失提供了改进策略。

本研究工作获得了国家自然科学基金项目及省级科研基金的资助。

论文链接：https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0107441

左图为MAPbI₃结构演变示意图，右图为缺陷能级示意图。

          图为能带和部分电荷分布图