二维金属卤化物钙钛矿中的 Franz-Keldysh 与 Stark 效应
介观与纳米尺度物理
2021-09-21 v1 材料科学
摘要
随着金属卤化物钙钛矿（MHP）领域的发展，用于测量带隙和激子结合能等基本性质的最先进技术仍不断产生不一致的数值。这一问题即便在二维 MHP 中依然持续存在，而其中激子与连续态之间的大分离本应使此类测量更为直接。在本研究中，我们回归均匀电场中二维 Wannier 激子的既有理论，以分析典型二维 MHP 体系——苯乙基铵碘化铅（PEA2PbI4）的电吸收响应。电吸收模拟与测量之间的高度吻合，使得我们能够深入理解激子依据二次 Stark 效应的红移，以及连续态波函数依据 Franz-Keldysh 效应的泄漏。我们发现这两种效应对电场的依赖关系蕴含丰富信息，可测得激子的玻尔半径、跃迁偶极矩、极化率和约化有效质量。最为重要的是，激子结合能以 2% 的不确定度被明确确定。这些新测量方法的高精度为未来研究准确确定化学与环境因子对 MHP 光电性质的影响，从而提升这一类重要材料的可调控性提供了机遇。
引用
@article{arxiv.2109.09021,
title = {Franz-Keldysh and Stark Effects in Two-Dimensional Metal Halide Perovskites},
author = {Kameron R. Hansen and C. Emma McClure and John S. Colton and Luisa Whittaker-Brooks},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.09021},
year = {2021}
}
备注
52 pages (double space), 16 figures including those in the supplementary information, 3 tables, submitted