罗军华教授团队最新ACS\u00A0Energy Lett.：具有强π-π相互作用的多层交替阳离子插层钙钛矿单晶解锁纳瓦级弱光探测与成像

背景：弱光探测与成像在监控、医学和军事等领域应用广泛，但传统材料如GaN等存在工艺复杂、成本高的问题。二维金属卤化物钙钛矿因其优异性能成为有前景的材料，但其单晶的层间电荷传输受限，检测限通常为微瓦级。研究目的：为克服层间电荷传输弱和暗电流噪声大的挑战，研究旨在通过构建新型多层交替阳离子插层（ACI）钙钛矿材料，提升层间电荷传输并抑制噪声，实现纳瓦级弱光探测与成像。结论：通过引入MA阳离子到(2-FBA)2PbBr4中，成功制备出新型双层ACI钙钛矿(2-FBA)(MA)2Pb2Br7。MA诱导芳香族阳离子2-FBA形成面对面堆叠，产生强π-π相互作用（3.177 Å）和短层间距（7.438 Å），显著增强了层间电荷传输并抑制了暗电流噪声。基于该材料的光电探测器实现了82 nW·cm-2的超低检测限，并成功在弱光下成像，证明了多层ACI钙钛矿在高性能弱光探测与成像中的潜力，为新材料设计提供了新思路。