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二维金属卤化物钙钛矿中的激子扩散

应用物理 2020-05-27 v1 材料科学

摘要

二维钙钛矿中无机层由有机间隔分子稳定,作为传统三维金属卤化物钙钛矿的更稳健类似物正受到越来越多的关注。然而,降低钙钛矿维度会剧烈改变其光电性质,产生以被称为激子的束缚电子-空穴对为主导的激发态,而非其块体对应物中常见的自由载流子。尽管二维钙钛矿在光捕获与光发射应用中的兴趣日益增长,激子性质对其光电性质的整体影响仍不清楚,尤其在二维(2D)平面内激子的空间动力学方面。在此,我们给出单晶层状钙钛矿中面内激子传输的直接测量。利用时间分辨荧光显微镜,我们展示激子先在晶面内经历快速的本征正常扩散,随后随激子被俘获转变为较慢的亚扩散态。有趣的是,早期本征激子扩散率对钙钛矿的确切组成(如有机间隔分子的选择)敏感。我们将这些激子传输性质的变化归因于强激子-声子相互作用与大型激子极化子的形成。我们的发现为优化这些体系中的激子传输提供了清晰的设计策略。

关键词

引用

@article{arxiv.2001.05704,
  title  = {Exciton diffusion in two-dimensional metal-halide perovskites},
  author = {Michael Seitz and Alvaro J. Magdaleno and Nerea Alcázar-Cano and Marc Meléndez and Tim J. Lubbers and Sanne W. Walraven and Sahar Pakdel and Elsa Prada and Rafael Delgado-Buscalioni and Ferry Prins},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2001.05704},
  year   = {2020}
}

备注

22 pages, 4 figures, and supporting information