近日，华南理工大学电子显微中心博士后原彪博士、韩宇教授联合国内外合作团队，在《Nature》杂志发表研究论文《Atomic-scale imaging of edge and defect structures in hybrid perovskite under ultralow electron dose》。研究团队首次实现了对甲基铵铅碘（MAPbI₃）杂化钙钛矿晶体边缘与缺陷结构的原子尺度直接成像，并揭示了其在电子束辐照下的动态结构损伤机制。
边缘与缺陷虽然仅占晶体材料极少体积，却对材料性能具有关键影响。然而，有机–无机杂化钙钛矿对电子束高度敏感，即便是具备亚埃分辨率的球差校正电镜，也难以对其局部结构进行稳定成像。
图1. 卤化物钙钛矿的四维扫描透射成像
为突破限制，研究团队利用事件驱动型直接电子探测器（event-driven direct-detection electron detector），在超低电子剂量条件下采集数据，通过先进的电子叠层衍射算法，实现了对 MAPbI₃ 的高时空分辨实空间结构解析。结果发现，该材料的边缘多由甲基铵（MA⁺）和碘离子（I⁻）终止；同时，碘空位是诱导结构退化的关键缺陷：无论位于表面还是体相，均会显著加速晶体损伤演化。
该工作不仅为深入理解杂化钙钛矿的微观不稳定机制提供了直接证据，也展示了超低剂量原子成像在电子束敏感材料研究中的重要潜力与方法学价值。
该论文已于 2025年 10月 30 日在线发表于《Nature》。华南理工大学博士后原彪为论文第一作者。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09693-6