表面等离子体介导的石墠覆盖CsPbBr$_3$量子点光致发光增强

使用微型光致发光光谱学研究了覆盖石墠（Gr）的CsPbBr$_3$量子点（QD）的光学性质，发现其光致发光（PL）强度相较于裸露的CsPbBr$_3$量子点提升了三个数量级。为阐明其背后机制，我们结合实验技术与密度泛函理论（DFT）计算。DFT仿真显示，石墠层在与CsPbBr$_3$表面接触时产生界面电势垒，阻止了从钙钛矿到石墠的载流子泄漏，从而增强了辐射复合。此外，石墠对CsPbBr$_3$表面缺陷态进行了钝化，抑制了光生载流子的非辐射复合。我们的研究还发现，石墠在与CsPbBr$_3$量子点接触后呈n掺杂，激活了其等离子体模式。该模式与钙钛矿中的光生激子共振耦合。石墠等离子体与自由空间光子之间的动量失配，通过石墠/CsPbBr$_3$界面皱折的等离子体散射得到解决，从而促成了观察到的超亮发射。这些发现突显了石墠作为顶部电极在显著性提升CsPbBr$_3$量子点PL方面的关键作用。我们的工作推进了对石墠-钙钛矿界面理解，并为设计高效光电子器件开辟了新途径。所发现的多方面增强机制为纳米光子学和材料科学领域的未来研究提供了宝贵见解，可能导致光发射技术的突破。