有机无机杂化钙钛矿材料因其良好的光伏性能受到关注。有机阳离子以及氢键可以引起自发极化和铁电性，促使光生载流子分离，提高载流子寿命。揭示钙钛矿原子结构有助于深入理解其优异物性的起源。为此，科研人员采用直接电子探测相机在低电子束剂量下采集了MAPbI₃纳米晶的HRTEM图片，确定降解过程中超结构的产生；利用负球差矫正透射电镜技术和第一性原理计算解析了MAPbI₃的中间相的原子结构，揭示了两步的降解路径，进一步采用第一性原理计算研究了MA⁺空位对电子结构的影响，发现由于I^--5p和Pb²⁺-6p原子轨道间的杂化增强促使导带向高能级移动，增加了MA_0.5PbI₃的带隙。该计算结果得到阴极荧光实验的验证，并进一步佐证了实验观察到的MAPbI₃的降解路径。此外，科研人员通过电子能量损失谱探究了降解过程中化学键的演变，发现CH₃-NH₃⁺的扭转振动峰逐渐消失，证明其在降解过程中发生断裂，并伴随NH₃逸出。

　　基于上述研究，研究者提出钙钛矿降解的路径主要包括两个过程，首先形成MA⁺空位，随后Pb²⁺和I^-的扩散引起钙钛矿结构坍塌，降解为PbI₂。该研究有助于理解钙钛矿降解机理，可指导后续的TEM表征，为器件优化提供思路，并为理解其基本性质提供原子尺度的见解。

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MAPbI₃原子尺度降解路径