钙钛矿薄膜中 Cathodoluminescence 辐射出口的近场效应
材料科学
2026-01-28 v1 介观与纳米尺度物理
光学
摘要
卤化物钙钛矿半导体是高效太阳能电池的有前景的材料。其光学性质在晶体学晶粒内部以及不同晶粒之间可能有所不同。我们对聚晶状 CsPbBr3 钙钛矿薄膜进行 2 keV 和 5 keV 能量下的空间分辨 Cathodoluminescence（CL）光谱测量，以探讨这些在纳米尺度上的变异性。CL 图显示，在聚晶状晶粒边界附近的强度显著降低。我们对 electron beam 生成的光近场的远场辐射进行数值模拟，使用 AFM 的表面轮廓作为输入。我们发现，由于在曲面处的内反射和光捕获（light trapping）效应增强，晶粒边界附近的光辐射显著降低。薄膜内部晶粒内的横向 CL 强度变化源于薄膜中的 Fabry-Perot 样共振，带有后反射器的基底发挥作用。我们的结果表明，近场耦合和干涉效应可以主导钙钛矿薄膜的纳米尺度发光图。结果对分析含凹陷薄膜的 Cathodoluminescence 和光致发光（photoluminescence）具有广泛的相关性。
引用
@article{arxiv.2601.19534,
title = {Near-field effects on cathodoluminescence outcoupling in perovskite thin films},
author = {Robin Schot and Imme Schuringa and Álvaro Rodríguez Echarri and Lars Sonneveld and Tom Veeken and Yang Lu and Samuel D. Stranks and Albert Polman and Bruno Ehrler and Saskia Fiedler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.19534},
year = {2026}
}