层状钙钛矿量子阱中的振动弛豫动力学

有机-无机层状钙钛矿是以铅卤八面体层堆叠于有机配体势垒之间的二维量子阱。其介电限域与离子子晶格的结合产生了具有显著结合能且与周围柔软极性晶格强耦合的激子激发。然而，由于柔软钙钛矿晶格的复杂动态无序，层状钙钛矿中的配体环境可显著改变其光学性质。在此，我们通过多种配体取代的高分辨共振脉冲受激拉曼光谱，观测由超快光激发引发的声子退相寿命所表征的动态无序。我们证明，以柔性烷基胺为有机势垒形成的层状钙钛矿中振动弛豫很快，且相对独立于晶格温度。基于芳香胺的层状钙钛矿中弛豫较慢，尽管相对于纯无机溴化铅晶格仍较快，其速率具有温度依赖性。利用分子动力学模拟，我们通过量化光学模与配体层的强非谐耦合解释了快速的弛豫速率，并基于其无定形堆积阐明了温度无关性。本工作提供了新生光学激发弛豫的分子和时域图像，并为理解其与复杂层状钙钛矿晶格的耦合开辟了机会，阐明了光电器件的设计原则。