AFM：硫族鈣鈦礦 LaScS?-石墨烯復(fù)合薄膜實現(xiàn) p 型透明導(dǎo)電材料

硫族鈣鈦礦（CPs）因其帶隙可調(diào)、化學(xué)穩(wěn)定性高、環(huán)境友好等優(yōu)點，近年來成為氧化物與鹵化物鈣鈦礦的有潛力的替代材料。

本文鄭州大學(xué)韓炎兵、中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所明辰和孫宜陽等人首次通過一種空氣兼容、成本低廉且環(huán)境友好的聚合物輔助沉積（PAD）方法，成功制備了透明的 LaScS?（LSS）薄膜。所得薄膜具有高相純度、均勻的形貌以及約 2.9 eV 的光學(xué)帶隙，與密度泛函理論預(yù)測一致。在 550 nm 波長處，其光學(xué)透射率超過 80%。然而，缺陷阻礙了 LSS 薄膜實現(xiàn)有效的導(dǎo)電性。為突破這一限制，我們采用復(fù)合薄膜策略：通過摻雜 IIA 族元素（Mg、Ca、Sr、Ba），在 CS? 硫化過程中促進(jìn)石墨烯層的原位生長，從而在保持光學(xué)透明性的同時實現(xiàn) p 型導(dǎo)電。其中 Mg 摻雜薄膜在保持未摻雜薄膜 84%–95% 透光率的同時，實現(xiàn)了最低的方阻（16.6 kΩ/sq）。

本工作不僅為基于溶液法制備硫族鈣鈦礦薄膜提供了可擴展的路徑，也為開發(fā)用于透明電子器件的 p 型透明導(dǎo)電材料提出了新策略。

研究亮點：

1. 首例透明硫族鈣鈦礦薄膜的環(huán)保溶液法制備：采用聚合物輔助沉積（PAD）方法，在空氣中成功制備高質(zhì)量、高透光的 LaScS? 薄膜，工藝簡單、可擴展且環(huán)境友好。

2. 摻雜誘導(dǎo)石墨烯原位生長的復(fù)合導(dǎo)電策略：通過重?fù)诫s IIA 族元素，在硫化過程中催化石墨烯在薄膜表面原位沉積，成功實現(xiàn) p 型導(dǎo)電，同時保持優(yōu)異透光性。

3. 鎂摻雜實現(xiàn)透光與導(dǎo)電的最佳平衡：Mg 摻雜薄膜在 550 nm 處透光率仍保持 84%–95%，方阻低至 16.6 kΩ/sq，在同類 p 型透明導(dǎo)電材料中表現(xiàn)出優(yōu)越的綜合性能。

H. Zhang, J. Zhu, J. Fang, et al. “ p-Type Transparent Conducting Material Realized by Composite Thin Film of Chalcogenide Perovskite LaScS3 and Graphene.” Advanced Functional Materials (2025): e24382.

https://doi.org/10.1002/adfm.202524382

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