形式亚硝化物铅碘化物的动力学 arrested 双域态

混合型卤化物钙钛矿材料表现出平均晶体学对称性、局部结构无序性和A位取向动力学之间复杂的相互作用，导致出现独特的振动和电子行为。本文结合大规模分子动力学模拟与基于密度泛函理论精度的机器学习势能，解析了卤化物钙钛矿在 mesoscopic尺度上的结构动力学。在形式亚硝化物铅碘化物FAPbI$_{3}$中，我们识别出高温α相具有动态局部有序性和相关倾斜纳米域，具有长程$a^{+}a^{+}a^{+}$倾斜相干性的有序γ相，以及约100 K以下由局部γ相样纳米区域组成、由锋利双像边界分隔的历史依赖γ'态。这种低温无序态并非独立的bulk多形物，，而是由浅层倾斜能势和FA取向减缓而形成的动力学 arrested 的亚稳态双域网络。本图景为实验中观察到的低温 diffuse散射特征提供了一致解释，解释了仿真中发现的低能振动响应的展宽。进一步地，这种独特的结构景观会影响宏观光电特性，表现为在低温下Urbach能量异常增加。我们的结果在FAPbI$_{3}$的低温行为问题上提供了统一解释，阐明了有序态与被动抑制结构态之间的竞争，更广泛地表明在混合型钙钛矿中，带电正离子可通过其取向动力学主动选择宏观结构和电子响应，将热力学历史置于与组成共同决定结构和光电特性的等价位置。