CsPbBr3 纳米晶固体中激子扩散率的持续增强
介观与纳米尺度物理
2022-09-30 v1
摘要
在半导体中，激子或电荷载流子扩散率通常被描述为材料的内禀属性。在此，我们表明 CsPbBr3 钙钛矿纳米晶（NCs）中激子（即束缚的电子-空穴对）的输运明显依赖于这些 NCs 最近是否被先前的激子占据。利用依赖于通量和重复频率的瞬态光致发光显微镜，我们可视化了激发频率对 CsPbBr3 NC 固体中激子输运的影响。令人惊讶的是，我们观察到表观激子扩散率对激发激光功率的显著依赖，这并非源于非线性激子-激子相互作用，也非源于样品的热加热。我们用一个模型来解释我们的观察结果：在该模型中，激子使 NCs 经历向亚稳态构型的转变，该构型使激子输运加快约一个数量级。此亚稳态构型在室温下持续约微秒，且不依赖于表面配体的种类或氧化物壳层的存在，表明它是钙钛矿晶格对电子激发的内禀响应。此处观察到的激子扩散率（>0.15 cm²/s）远高于其他 NC 体系在相似时间尺度上观察到的扩散率，揭示了 NC 材料中异常强的激子耦合。所发现的 NC 间激子耦合的持续增强可能有助于解释 CsPbBr3 NC 阵列中观察到的其他非凡光物理行为，例如超荧光。此外，在更高光激发强度下更快的激子扩散率可能为光电子器件工程提供实用见解。
引用
@article{arxiv.2209.14412,
title = {Persistent Enhancement of Exciton Diffusivity in CsPbBr3 Nanocrystal Solids},
author = {Wenbi Shcherbakov-Wu and Seryio Saris and Thomas Sheehan and Narumi Nagaya Wong and Eric R. Powers and Franziska Krieg and Maksym V. Kovalenko and Adam P. Willard and William A. Tisdale},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.14412},
year = {2022}
}
备注
45 pages, 16 figures