JEOL 球差电镜华人学者开年第4篇正刊

2026

研究团队制备了天蓝色PeLED器件，并将其集成到原位电学样品杆上，在恒电流条件下系统监测发射层、界面和阴极接触处的结构、形貌和成分演变。并利用4D-STEM、EDS以及JEOL Perfect Sight HAADF对样品进行了表征。

图1 卤化物钙钛矿二极管的原位偏压多模态电子显微镜研究发射体中心区域结构完整，室温下为正交晶体结构，晶格排列整齐。成像过程中使用的电子剂量为（15.6 e?/?2），远低于卤化物钙钛矿的损伤阈值（66至200 e?/?2），

图2 电子传输层/发射体和空穴传输层/发射体这两个界面截然不同——错位、缺陷、不均匀性，全都集中在这里。STEM-Perfect Sight HAADF显示这些界面处存在高强度团簇，经确认是富铅相，可能包含金属Pb、PbX?及CsPb?X?等物相。通过几何相位分析，研究团队进一步发现这些界面处存在明显的晶格应变，有的区域被拉伸，有的被压缩，而富铅相恰恰聚集在应变集中的区域。通过几何相位分析揭示的界面应变和结构畸变。

图3显示原始器件在 t = 0 分钟时的区域 (a) 以及经 35 分钟电偏压后的区域 (b) 的EDS Mapping结果。对比分析揭示了元素均匀性的变化，以及可能与电应力相关的离子迁移或相分离现象。比例尺：50 nm。

这项工作的价值不仅在于揭示了PeLED的失效源头，更在于建立了一套可推广的模版。通过将4D-STEM、能谱仪、STEM成像技术与原位技术相结合，研究者可以在器件工作过程中同时获得结构、取向、应变、成分、相分布等多维信息，而且这些信息来自同一个位置、同一个时间点。研究最后给出了几个明确的设计方向：界面应变管理、抑制离子介导反应、稳定金属接触。钙钛矿光电器件的稳定性问题，归根结底是界面问题。谁能把界面稳住，谁就能让器件活得更久——而这项研究，为如何稳住界面提供了迄今为止最直接的原子尺度证据。

原文链接 ：https://doi.org/10.1038/s41586-026-10238-8

JEOL 在此感谢各研究团队

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并衷心祝贺上述研究组的精彩工作。