Resonant infrared, matrix-assisted pulsed laser evaporation (RIR-MAPLE) is a promising technique for the physical vapor deposition of hybrid organic–inorganic perovskites. The approach already has been used to deposit both three-dimensional and two-dimensional hybrid perovskites with material quality comparable to those synthesized by solution processing. However, the phenomenological mechanisms of hybrid perovskite film formation by RIR-MAPLE have not been articulated. Therefore, this work presents a careful investigation of film formation mechanisms of three-dimensional methylammonium lead halide perovskites by considering the temporal evolution of morphology, crystallinity, and optical properties of films deposited by RIR-MAPLE.

1.
W.
Li
,
Z.
Wang
,
F.
Deschler
,
S.
Gao
,
R. H.
Friend
, and
A. K.
Cheetham
,
Nat. Rev. Mater.
2
(
3
),
16099
(
2017
).
2.
G. E.
Eperon
,
S. D.
Stranks
,
C.
Menelaou
,
M. B.
Johnston
,
L. M.
Herz
, and
H. J.
Snaith
,
Energy Environ. Sci.
7
(
3
),
982
982
(
2014
).
3.
M. A.
Green
,
A.
Ho-Baillie
, and
H. J.
Snaith
,
Nat. Photonics
8
(
7
),
506
514
(
2014
).
4.
S. D.
Stranks
,
G. E.
Eperon
,
G.
Grancini
,
C.
Menelaou
,
M. J. P.
Alcocer
,
T.
Leijtens
,
L. M.
Herz
,
A.
Petrozza
, and
H. J.
Snaith
,
Science
342
(
6156
),
341
344
(
2013
).
5.
W. J.
Yin
,
T.
Shi
, and
Y.
Yan
,
Adv. Mater.
26
(
27
),
4653
4658
(
2014
).
6.
J.
Huang
,
Y.
Yuan
,
Y.
Shao
, and
Y.
Yan
,
Nat. Rev. Mater.
2
(
7
),
17042
(
2017
).
7.
T. M.
Brenner
,
D. A.
Egger
,
L.
Kronik
,
G.
Hodes
, and
D.
Cahen
,
Nat. Rev. Mater.
1
(
1
),
15007
(
2016
).
8.
D. B.
Mitzi
,
C. A.
Feild
,
W. T. A.
Harrison
, and
A. M.
Guloy
,
Nature
369
(
6480
),
467
469
(
1994
).
9.
D. B.
Mitzi
,
S.
Wang
,
C. A.
Feild
,
C. A.
Chess
, and
A. M.
Guloy
,
Science
267
(
5203
),
1473
(
1995
).
10.
Y.
Wu
,
J.
Li
,
J.
Xu
,
Y.
Du
,
L.
Huang
,
J.
Ni
,
H.
Cai
, and
J.
Zhang
,
RSC Adv.
6
(
20
),
16243
16249
(
2016
).
11.
A.
Kojima
,
K.
Teshima
,
Y.
Shirai
, and
T.
Miyasaka
,
J. Am. Chem. Soc.
131
(
17
),
6050
6051
(
2009
).
12.
H. J.
Snaith
,
Nat. Mater.
17
(
5
),
372
376
(
2018
).
13.
M.
Yuan
,
L. N.
Quan
,
R.
Comin
,
G.
Walters
,
R.
Sabatini
,
O.
Voznyy
,
S.
Hoogland
,
Y.
Zhao
,
E. M.
Beauregard
,
P.
Kanjanaboos
,
Z.
Lu
,
D. H.
Kim
, and
E. H.
Sargent
,
Nat. Nano
11
(
10
),
872
877
(
2016
).
14.
D.
Liang
,
Y.
Peng
,
Y.
Fu
,
M. J.
Shearer
,
J.
Zhang
,
J.
Zhai
,
Y.
Zhang
,
R. J.
Hamers
,
T. L.
Andrew
, and
S.
Jin
,
ACS Nano
10
(
7
),
6897
6904
(
2016
).
15.
M.
Saliba
,
S. M.
Wood
,
J. B.
Patel
,
P. K.
Nayak
,
J.
Huang
,
J. A.
Alexander-Webber
,
B.
Wenger
,
S. D.
Stranks
,
M. T.
Hörantner
,
J. T.
Wang
,
R. J.
Nicholas
,
L. M.
Herz
,
M. B.
Johnston
,
S. M.
Morris
,
H. J.
Snaith
, and
M. K.
Riede
,
Adv. Mater.
28
(
5
),
923
929
(
2016
).
16.
B. R.
Sutherland
and
E. H.
Sargent
,
Nat. Photonics
10
(
5
),
295
302
(
2016
).
17.
X.
Zhu
,
Y.
Lin
,
J.
San Martin
,
Y.
Sun
,
D.
Zhu
, and
Y.
Yan
,
Nat. Commun.
10
(
1
),
2843
(
2019
).
18.
H.
Wang
and
D. H.
Kim
,
Chem. Soc. Rev.
46
(
17
),
5204
5236
(
2017
).
19.
Z.
Li
,
T. R.
Klein
,
D. H.
Kim
,
M.
Yang
,
J. J.
Berry
,
M. F. A. M.
van Hest
, and
K.
Zhu
,
Nat. Rev. Mater.
3
(
4
),
18017
(
2018
).
20.
W. A.
Dunlap-Shohl
,
Y.
Zhou
,
N. P.
Padture
, and
D. B.
Mitzi
,
Chem. Rev.
119
(
5
),
3193
3295
(
2019
).
21.
E. T.
Barraza
,
W. A.
Dunlap-Shohl
,
D. B.
Mitzi
, and
A. D.
Stiff-Roberts
,
J. Electron. Mater.
47
(
2
),
917
926
(
2018
).
22.
W. A.
Dunlap-Shohl
,
E. T.
Barraza
,
A.
Barrette
,
K.
Gundogdu
,
A. D.
Stiff-Roberts
, and
D. B.
Mitzi
,
ACS Energy Lett.
3
(
2
),
270
275
(
2018
).
23.
W. A.
Dunlap-Shohl
,
E. T.
Barraza
,
A.
Barrette
,
S.
Dovletgeldi
,
G.
Findik
,
D. J.
Dirkes
,
C.
Liu
,
M. K.
Jana
,
V.
Blum
,
W.
You
,
K.
Gundogdu
,
A. D.
Stiff-Roberts
, and
D. B.
Mitzi
,
Mater. Horiz.
6
,
1707
1716
(
2019
).
24.
A. D.
Stiff-Roberts
and
N. E.
Wright
,
Proc. SPIE
11085
,
110850R
(
2019
).
25.
A. D.
Stiff-Roberts
and
W.
Ge
,
Appl. Phys. Rev.
4
(
4
),
041303
(
2017
).
26.
A. P.
Caricato
,
W.
Ge
, and
A. D.
Stiff-Roberts
, in
Advances in the Application of Lasers in Materials Science
, edited by
P. M.
Ossi
(
Springer International Publishing
,
Cham
,
2018
), pp.
275
308
.
27.
A.
Piqué
,
R. A.
McGill
,
D. B.
Chrisey
,
D.
Leonhardt
,
T. E.
Mslna
,
B. J.
Spargo
,
J. H.
Callahan
,
R. W.
Vachet
,
R.
Chung
, and
M. A.
Bucaro
,
Thin Solid Films
355–356
,
536
541
(
1999
).
28.
D. M.
Bubb
,
P. K.
Wu
,
J. S.
Horwitz
,
J. H.
Callahan
,
M.
Galicia
,
A.
Vertes
,
R. A.
McGill
,
E. J.
Houser
,
B. R.
Ringeisen
, and
D. B.
Chrisey
,
J. Appl. Phys.
91
(
4
),
2055
2058
(
2002
).
29.
B.
Toftmann
,
M. R.
Papantonakis
,
R. C. Y.
Auyeung
,
W.
Kim
,
S. M.
O'Malley
,
D. M.
Bubb
,
J. S.
Horwitz
,
J.
Schou
,
P. M.
Johansen
, and
R. F.
Haglund
,
Thin Solid Films
453–454
,
177
181
(
2004
).
30.
D. M.
Bubb
,
S. M.
O'Malley
,
C.
Antonacci
,
D.
Simonson
, and
R. A.
McGill
,
J. Appl. Phys.
95
(
4
),
2175
2177
(
2004
).
31.
R.
Pate
and
A. D.
Stiff-Roberts
,
Chem. Phys. Lett.
477
(
4–6
),
406
410
(
2009
).
32.
R.
Pate
,
K. R.
Lantz
, and
A. D.
Stiff-Roberts
,
Thin Solid Films
517
(
24
),
6798
6802
(
2009
).
33.
R. D.
McCormick
,
J.
Lenhardt
, and
A. D.
Stiff-Roberts
,
Polymers
4
(
1
),
341
354
(
2012
).
34.
R. D.
McCormick
,
E. D.
Cline
,
A. S.
Chadha
,
W.
Zhou
, and
A. D.
Stiff-Roberts
,
Macromol. Chem. Phys.
214
(
23
),
2643
2650
(
2013
).
35.
Q.
Yu
,
W.
Ge
,
A.
Atewologun
,
G. P.
López
, and
A. D.
Stiff-Roberts
,
J. Mater. Chem. B
2
(
27
),
4371
4378
(
2014
).
36.
W.
Ge
,
A.
Atewologun
, and
A. D.
Stiff-Roberts
,
Org. Electron.
22
,
98
107
(
2015
).
37.
W.
Ge
,
N. K.
Li
,
R. D.
McCormick
,
E.
Lichtenberg
,
Y. G.
Yingling
, and
A. D.
Stiff-Roberts
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
8
(
30
),
19494
19506
(
2016
).
38.
T. E.
Itina
,
L. V.
Zhigilei
, and
B. J.
Garrison
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B
180
(
1
),
238
244
(
2001
).
39.
M.
Caputo
,
N.
Cefarin
,
A.
Radivo
,
N.
Demitri
,
L.
Gigli
,
J. R.
Plaisier
,
M.
Panighel
,
G.
Di Santo
,
S.
Moretti
,
A.
Giglia
,
M.
Polentarutti
,
F.
De Angelis
,
E.
Mosconi
,
P.
Umari
,
M.
Tormen
, and
A.
Goldoni
,
Sci. Rep.
9
(
1
),
15159
(
2019
).
40.
S.
Tombe
,
G.
Adam
,
H.
Heilbrunner
,
D. H.
Apaydin
,
C.
Ulbricht
,
N. S.
Sariciftci
,
C. J.
Arendse
,
E.
Iwuoha
, and
M. C.
Scharber
,
J. Mater. Chem. C
5
(
7
),
1714
1723
(
2017
).
41.
W.
Li
,
D.
Lan
, and
Y.
Wang
,
Phys. Rev. E
95
(
4
),
042607
(
2017
).
42.
A.
Stannard
,
J. Phys. Condens. Matter
23
(
8
),
083001
(
2011
).
43.
P.
Yunker
,
T.
Still
,
M.
Lohr
, and
A.
Yodh
,
Nature
476
,
308
311
(
2011
).
44.
R. G.
Larson
,
AIChE J.
60
(
5
),
1538
1571
(
2014
).
45.
P.
Kralchevsky
and
N.
Denkov
,
Curr. Opin. Colloids Interface Sci.
6
,
383
401
(
2001
).
46.
A.
Senocrate
,
G. Y.
Kim
,
M.
Grätzel
, and
J.
Maier
,
ACS Energy Lett.
4
(
12
),
2859
2870
(
2019
).
47.
R.
Segovia
,
G.
Qu
,
M.
Peng
,
X.
Sun
,
H.
Shi
, and
B.
Gao
,
Nanoscale Res. Lett.
13
(
1
),
79
(
2018
).
48.
D.
Täuber
,
A.
Dobrovolsky
,
R.
Camacho
, and
I. G.
Scheblykin
,
Nano Lett.
16
(
8
),
5087
5094
(
2016
).
49.
D.
Hong
,
J.
Li
,
S.
Wan
,
I. G.
Scheblykin
, and
Y.
Tian
,
J. Phys. Chem. C
123
(
19
),
12521
12526
(
2019
).
50.
J. N.
Fru
,
N.
Nombona
, and
M.
Diale
,
Phys. B Condens. Matter
578
,
411884
(
2020
).
You do not currently have access to this content.