據華東理工大學通報，近期該院材料科學與工程學院的侯宇教授與楊雙教授在鈣鈦礦單晶薄膜制作方面取得重要突破，其研究成果已在《自然-通訊》雜志上發(fā)表。

金屬鹵化物鈣鈦礦作為一種具備高效光電能力且可以制得的新型半導體材料，受到眾多科研機構的關注，特別是在太陽能電池、發(fā)光二極管以及輻射探測器等領域的發(fā)展中起到關鍵作用。

然而，由于目前這類器件主要依賴多晶薄膜作為光活性材料，其表面存在的懸鍵及不飽和鍵等問題會嚴重影響到器件的性能和耐用性。因此，尋找控制條件下低溫制造該類材料的方法便成為這一領域亟待解決的難題。

關于單晶材料的成長涉及多種環(huán)節(jié)，尤其是關鍵的成核、溶解、傳質與反應步驟，對于鈣鈦礦來說，其成長期中的各因素控制程度尚不確定。

為此，該研究團隊借助原位顯微觀察、膠體擴散吸光度檢測及核磁共振擴散序譜等實驗技術，量化分析了鈣鈦礦前驅體溶液中的分子物質傳輸過程，再結合分子動力學與數值模擬手法，最終證實了物質傳遞過程是決定鈣鈦礦單晶薄膜生長速率的關鍵步驟。

接著，以二甲氧基乙醇為載體的高通量單晶生長溶液體系得以研發(fā)出來，借助多官能團配位作用有效減小前驅體膠束大小，使得物質的擴散系數從1.7×10-10 m2 s-1提升至5.4×10-10 m2 s-1，實現單晶薄膜生長速度提升三倍以上，并且使制備環(huán)境溫度普遍降低了30℃~60℃。

華東理工大學的材料科學與工程學院是這項研究的唯一通訊單位，博士生劉達為文章首位作者，而侯宇教授和楊雙教授則為通訊聯系人，楊化桂教授給予協(xié)助。此外，此項研究也獲得了多項國家級與省級專項資金支持。