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目的:揭示光对空气中有机无机杂化钙钛矿的作用机制始终是设计和优化钙钛矿光电器件的一项重要工作。尽管大家已经形成共识,即具有光照射下氧气分子是对钙钛矿光致发光(PL)增强效应的主要因素。然而,迄今为止,关于光、氧气分子和钙钛矿材料相互作用的具体机制仍在争论之中。方法:在本工作中,我们基于激光共聚焦显微镜平台,系统性研究了甲胺钙钛矿单晶在不同辐照光强(从8.7μJ/cm2到217μJ/cm2)、不同激光波长(532nm、778nm、808nm和980nm)、不同气氛环境(真空、空气、纯氧、纯氮和纯氩)以及环境变化、不同深度梯度下的荧光(PL)增强效应。值得注意的是,我们采用处于缺陷辅助复合机制光强(15-40μW)的532nm激光作为PL激发光源。结果:首先随着辐照光强的增强,钙钛矿晶体载流子复合呈现单分子、双分子和俄歇复合三个阶段。室温下PL峰中心位置为776nm。光照波长和环境种类依赖的PL增强结果显示了光子生成载流子和氧气分子起到不可或缺的作用。令人吃惊的是,氧气分子在晶体内100微米深度仍然可以导致荧光增强,而且在短暂无光照条件下载流子没有快速覆灭。这种现象说明仅仅氧原子扩散作用无法解释这种现象。结论:基于本工作系统而又直接的数据,我们提出由光生自由电子与氧气分子发生黏附反应生成的O2-离子是钙钛矿材料荧光增强效应的根本原因。它在在扩散和晶体场作用下快速渗透,钝化钙钛矿体内的缺陷(如甲胺和碘空位、游离离子等),降低非发光性复合几率,实现荧光增强。该工作将进一步加深人们对这一重要机制的理解。