钙钛矿是现代材料科学中研究最广泛的材料之一。它们往往具有独特而奇特的特性，这些特性源于钙钛矿独特的晶体结构，可以在各种尖端领域找到革命性的应用。实现这些特性的一种有趣的方法是通过钙钛矿缺陷的精确排序，例如空位或取代。

在氧化物化学中，科学家们很早就知道，一旦氧化物缺陷达到一定的浓度(例如整数比)，它们就会自发地、一致地排列在整个晶格中。这种新兴的秩序可以产生有吸引力的财产。虽然在钙钛矿氧化物中多次观察到缺陷有序，但对于由有机阳离子、金属阳离子和卤化物阴离子组成的杂化卤化物钙钛矿却不能说同样的情况。

有趣的是，在最近发表在A Materials Letters上的一项研究中，包括东京工业大学 Takafumi Yamamoto 副教授在内的研究小组发现了一种新的缺陷有序层状卤化物钙钛矿，揭示了如何通过这些化合物中的缺陷出现有序性。这项工作的灵感来自于研究人员之前报道的一项发现，即通过将硫氰酸根离子(SCN - )引入到FAPbI 3晶格中以获得FA 6 Pb 4 I 13.5 (SCN) 0.5 ，从而形成“缺陷柱” 。 “我们假设，如果晶格中 SCN 的浓度增加，PbI 柱状缺陷的数量也会增加，从而导致不同类型的缺陷排序，如空位有序钙钛矿氧化物中所见，”Yamamoto 博士解释道。

该团队使用精确定义浓度的起始材料(包括特定比例的 SCN – )通过固态反应合成了 FAPbI 3钙钛矿粉末和单晶。他们发现，当使用适当高比例的SCN –时，获得的钙钛矿由式FA 4 Pb 2 I 7.5 (SCN) 0.5表示。这种层状化合物与之前报道的化合物一样，也表现出跨越所有堆叠层的柱状缺陷。然而，与五分之一的 PbI 柱有序缺陷的 FA 6 Pb 4 I 13.5 (SCN) 0.5不同，新 FA 4 Pb 2 I 7.5 (SCN) 0.5中所有柱的三分之一存在缺陷。

这一发现的主要新颖之处在于，新化合物与前一种化合物一起形成了所谓的“同源系列”。这意味着可以使用整数变量表示的化合物化学式的系统变化会导致其性质的系统变化。在这种情况下，研究人员发现材料的光学带隙随着晶格中有序缺陷的浓度而增加。

值得注意的是，这项工作提出了第一个基于杂化有机-无机钙钛矿缺陷排序的同系系列。 “这项研究为有机-无机杂化钙钛矿化合物的缺陷工程提供了一个新的平台。我们相信，这个新领域有潜力通过与钙钛矿氧化物中已经出现的缺陷排序进行类比来发展，”山本博士评论道。 “我们还提供了一种新策略来控制缺陷排序，通过结合 SCN 来调整钙钛矿的光学特性。 ”

如果幸运的话，这些发现将转化为令人兴奋的材料科学领域的进展，最终产生具有对下一代技术有用的品质的新型钙钛矿。