作為一種靈活高效的工程工具，液滴技術在材料科學、微圖案化和納米技術領域發揮著日益重要的作用。近年來，具有優異光電性能的鈣鈦礦材料微圖案化受到了廣泛關注。微流控技術基于毛細力、液體表面張力、黏度和流速的應用，實現液體流和液滴的生成、分割、排列或重新分布。液滴陣列生成作為一種創新的高通量制備方法，顯著提高了溶液基材料的制備效率和可控性，已逐漸成為構建圖案化鈣鈦礦的首選。可溶液加工的鈣鈦礦材料能夠借助微液滴技術實現精確的自組裝與圖案化，該方法已成為構建圖案化鈣鈦礦的首選方案。通過調控液滴的配方、蒸發環境及其尺寸，眾多研究者已制備出量子點、納米線、微米片及多晶薄膜等多種形貌的鈣鈦礦陣列。伴隨器件向柔性化、微型化及陣列化發展，鈣鈦礦在發光二極管、光電探測器、激光器等領域獲得廣泛應用。據麥姆斯咨詢介紹，近日，深圳北理莫斯科大學材料科學系研究團隊聯合俄羅斯科學院和莫斯科大學的研究人員在ACS Nano期刊發表題為“Droplet-Engineered Scalable High-Throughput Perovskite Micropatterning for Next-Generation Optoelectronics”的綜述論文，并被選為當期的封面文章。該綜述總結了基于高通量液滴技術制備鈣鈦礦陣列的最新進展，探究高通量微液滴陣列的生成機制、鈣鈦礦自下而上的圖案化生長方法，以及調控鈣鈦礦結晶關鍵過程的液滴特性，強調了制備方法、材料結構與器件性能之間的關聯。圖2 基于納米/微通道微流控平臺的鈣鈦礦陣列制備示意圖例如，通過微通道或表面限域等物理約束，可實現對鈣鈦礦陣列的精確定位與取向控制，為獲得均勻、高性能的陣列化光電器件奠定基礎。文章總結了溶液法在鈣鈦礦光電器件領域的應用前景，也為其他溶液基材料的陣列化研究提供了有益參考。然而，鈣鈦礦材料與器件的工業化進程仍面臨多項亟待解決的問題。鈣鈦礦的環境敏感性與離子遷移問題會導致器件性能下降。封裝技術的發展、溶劑工程與界面工程已被用于應對穩定性相關的各類挑戰，從而保障器件具備良好的性能與使用壽命。此外，鈣鈦礦中常見的鉛組分具有潛在毒性，推動了無鉛化合物的研發。太陽能電池領域對鈣鈦礦的高需求，也使得溶劑毒性成為一大挑戰。因此，研發適用于工業化生產的環保溶劑體系仍在持續推進。未來關于溶液基圖案化方法在鈣鈦礦材料合成中應用的研究將聚焦于自組裝機制、界面特性以及溶質分布對晶體形貌的影響。結合人工智能的發展，將進一步加快材料的發現和開發進程，通過高通量實驗和數據挖掘的緊密結合，對陣列材料進行科學篩選和優化。將液滴陣列技術擴展到光子晶體、各種量子點和有機光電子學等先進材料，將促進高通量器件的發展。https://doi.org/10.1021/acsnano.5c21710延伸閱讀：
《微流控技術及市場-2024版》
《硅光子和集成光路（PIC）技術及市場-2026版》
《全球激光器技術、市場、應用及未來趨勢-2026版》
《量子點光電傳感器專利態勢分析-2024版》
《蘋果在量子點光電傳感器領域的發明專利與產業布局分析》
