利用范德瓦耳斯钝化揭示二维钙钛矿中的巨激子精细结构分裂
介观与纳米尺度物理
2022-10-12 v1
摘要
过去十年中，二维（2D）范德瓦耳斯材料的研究一直是新型光电子与光子学应用发展的活跃领域。有机-无机层状钙钛矿因其非凡的光学亮度与增强的激子效应，当前是最具前景的二维范德瓦耳斯材料之一。然而，低晶体质量与谱扩散通常会加宽激子线宽，在传统光致发光实验中掩盖激子的精细结构。在此，我们提出一种机械方法，通过对不同厚度层状钙钛矿进行 hBN 封装来减弱谱扩散效应，从而揭示激子精细结构。我们采用随机模型，将谱线宽的减小与参与动力学 Stark 位移的有机间隔层中活跃电荷涨落中心的数量联系起来。根据我们的直接谱测量，引入 hBN 封装后活跃涨落中心减少了 3.7 至 7.1 倍。该比率与平方钙钛矿晶格和六方 hBN 晶格间重叠的分析结果吻合良好。两晶格间的范德瓦耳斯力导致钙钛矿有机间隔层分子的部分钳制，从而减小了作为谱扩散效应特征的动力学 Stark 位移幅度。我们的工作为获取重要精细结构激子态信息这一问题提供了简易低成本的解决方案，并解释了有机间隔层中影响光学发射质量的重要载流子动力学。
引用
@article{arxiv.2204.10075,
title = {Revealing giant exciton fine-structure splitting in 2D perovskites using van der Waals passivation},
author = {Rodolfo Canet-Albiach and Marie Krecmarova and José Bosch Bailach and Andrés F. Gualdrón-Reyes and Jesús Rodríguez-Romero and Setatira Gorji and Hamid Pashaei-Adl and Iván Mora-Seró and Juan Martínez Pastor and Juan Francisco Sánchez-Royo and Guillermo Muñoz Matutano},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.10075},
year = {2022}
}