We report a systematic study of the mechanical response of methylammonium lead triiodide CH3NH3PbI3 nanowires by employing bending measurements using atomic force microscope on suspended wires over photo-lithographically patterned channels. Force-deflection curves measured at room temperature give a Young's modulus between 2 and 14 GPa. This broad range of values is attributed to the variations in the microcrystalline texture of halide perovskite nanowires. The mechanical response of a highly crystalline nanowire is linear with force and has a brittle character. The braking modulus of 48 ± 20 MPa corresponds to 100 μm of radius of curvature of the nanowires, rendering them much better structures for flexible devices than spin coated films. The measured moduli decrease rapidly if the NW is exposed to water vapor.
References
1.
See http://www.nrel.gov/ncpv/images/efficiency_chart.jpg for “
NREL Efficiency Chart
”
(last accessed April 19, 2016
).2.
K.
Masuko
, M.
Shigematsu
, T.
Hashiguchi
, D.
Fujishima
, M.
Kai
, N.
Yoshimura
, and T.
Yamanishi
, IEEE J. Photovolt.
4
, 1433
(2014
).3.
T.
Baikie
, Y.
Fang
, J. M.
Kadro
, M.
Schreyer
, F.
Wei
, S. G.
Mhaisalkar
, and T. J.
White
, J. Mater. Chem. A
1
, 5628
(2013
).4.
D. B.
Mitzi
, J. Chem. Soc. Dalton Trans.
1
, 1
(2001
).5.
C. C.
Stoumpos
, C. D.
Malliakas
, and M. G.
Kanatzidis
, Inorg. Chem.
52
, 9019
(2013
).6.
E.
Horváth
, M.
Spina
, Z.
Szekrényes
, K.
Kamarás
, R.
Gaal
, D.
Gachet
, and L.
Forró
, Nano Lett.
14
, 6761
(2014
).7.
M.
Spina
, E.
Bonvin
, A.
Sienkiewicz
, B.
Náfrádi
, L.
Forró
, and E.
Horváth
, Sci. Rep.
6
, 19834
(2016
).8.
M.
Spina
, C.
Grimaldi
, B.
Náfrádi
, L.
Forró
, and E.
Horváth
, Phys. Status Solidi (a)
213
, 2017
(2016
).9.
M.
Spina
, M.
Lehmann
, B.
Náfrádi
, L.
Bernard
, E.
Bonvin
, R.
Gaál
, and E.
Horváth
, Small
11
, 4824
(2015
).10.
M.
Spina
, B.
Nafradi
, H. M.
Tóháti
, K.
Kamarás
, E.
Bonvin
, R.
Gaal
, and E.
Horvath
, Nanoscale
8
, 4888
(2016
).11.
J. P.
Salvetat
, G. A. D.
Briggs
, J. M.
Bonard
, R. R.
Bacsa
, A. J.
Kulik
, T.
Stöckli
, and L.
Forró
, Phys. Rev. Lett.
82
, 944
(1999
).12.
J. P.
Salvetat
, A. J.
Kulik
, J. M.
Bonard
, G. A. D.
Briggs
, T.
Stöckli
, K.
Metenier
, and L.
Forro
, Adv. Mater.
11
, 161
(1999
).13.
K.
Lee
, B.
Lukić
, A.
Magrez
, J. W.
Seo
, G. A. D.
Briggs
, A. J.
Kulik
, and L.
Forró
, Nano Lett
7
, 1598
(2007
).14.
A.
Kis
, G.
Csanyi
, J. P.
Salvetat
, T. N.
Lee
, E.
Couteau
, A. J.
Kulik
, and L.
Forro
, Nat. Mater.
3
, 153
(2004
).15.
A.
Kis
, D.
Mihailovic
, M.
Remskar
, A.
Mrzel
, A.
Jesih
, I.
Piwonski
, and L.
Forró
, Adv. Mater.
15
, 733
(2003
).16.
B.
Sipos
, M.
Duchamp
, A.
Magrez
, L.
Forró
, N.
Barišić
, A.
Kis
, and G. R.
Patzke
, J. Appl. Phys.
105
, 074317
(2009
).17.
A.
Kis
, S.
Kasas
, B.
Babić
, A. J.
Kulik
, W.
Benoit
, G. A. D.
Briggs
, and L.
Forro
, Phys. Rev. Lett.
89
, 248101
(2002
).18.
C.
Guzman
, S.
Jeney
, L.
Kreplak
, S.
Kasas
, A. J.
Kulik
, U.
Aebi
, and L.
Forro
, J. Mol. Biol.
360
, 623
(2006
).19.
J. R.
Davis
, Tensile Testing
, edited by ASM International (ASM International
, 2004
).20.
O. P.
Khanna
and M.
Lal
, A Textbook of Material Science and Metallurgy
(Dhanpat Rai
, 1987
).21.
J.
Yu
, M.
Wang
, and S.
Lin
, ACS Nano
10
, 11044
(2016
).22.
C. Q.
Chen
, Y.
Shi
, Y. S.
Zhang
, J.
Zhu
, and Y. J.
Yan
, Phys. Rev. Lett.
96
, 075505
(2006
).23.
G.
Wang
and X.
Li
, Appl. Phys. Lett.
91
, 231912
(2007
).24.
M.
Duchamp
, Ph.D. thesis, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne
, 2010
.25.
S.
Sun
, Y.
Fang
, G.
Kieslich
, T. J.
White
, and A. K.
Cheetham
, J. Mat. Chem. A
3
, 18450
(2015
).26.
Y.
Rakita
, S. R.
Cohen
, N. K.
Kedem
, G.
Hodes
, and D.
Cahen
, MRS Commun.
5
, 623
(2015
).27.
M.
Spina
, A.
Karimi
, W.
Andreoni
, C. A.
Pignedoli
, B.
Náfrádi
, L.
Forró
, and E.
Horváth
, Appl. Phys. Lett.
110
, 121903
(2017
).28.
J. H.
Im
, J.
Luo
, M.
Franckevičius
, N.
Pellet
, P.
Gao
, T.
Moehl
, and N. G.
Park
, Nano Lett.
15
, 2120
(2015
).29.
N.
Tétreault
, E.
Horváth
, T.
Moehl
, J.
Brillet
, R.
Smajda
, S.
Bungener
, and A.
Magrez
, ACS Nano
4
, 7644
(2010
).30.
H.
Zhu
, Y.
Fu
, F.
Meng
, X.
Wu
, Z.
Gong
, Q.
Ding
, and X. Y.
Zhu
, Nat. Mater.
14
, 636
(2015
).31.
P.
Liu
, X.
He
, J.
Ren
, Q.
Liao
, J.
Yao
, and H.
Fu
, ACS Nano
11
, 5766
(2017
).32.
K.
Wang
, Z.
Gu
, S.
Liu
, W.
Sun
, N.
Zhang
, S.
Xiao
, and Q.
Song
, J. Phys. Chem. Lett.
7
, 2549
(2016
).33.
S.
Sun
, C.
Zhang
, K.
Wang
, S.
Wang
, S.
Xiao
, and Q.
Song
, ACS Photonics
4
, 649
(2017
).34.
W.
Deng
, L.
Huang
, X.
Xu
, X.
Zhang
, X.
Jin
, S. T.
Lee
, and J.
Jie
, Nano Lett.
17
, 2482
(2017
).35.
A. B.
Wong
, M.
Lai
, S. W.
Eaton
, Y.
Yu
, E.
Lin
, L.
Dou
, and P.
Yang
, Nano Lett.
15
, 5519
(2015
).36.
W.
Lee
, H.
Li
, A. B.
Wong
, D.
Zhang
, M.
Lai
, Y.
Yu
, and P.
Yang
, PNAS
114
, 8693
(2017
).37.
K.
Poorkazem
, D.
Liu
, and T. L.
Kelly
, J. Mater. Chem. A
3
, 9241
(2015
).© 2018 Author(s).
2018
Author(s)
You do not currently have access to this content.
