卤化物钙钛矿中产生皮秒量子瞬变的纳米畴超晶格可视化
材料科学
2025-02-20 v1
摘要
卤化物钙钛矿具有极高的光电品质，使其被应用于光电器件，以及近期新兴的量子发射应用中。钙钛矿纳米材料的进展促使人们发现了发光衰减时间低于 100 皮秒的过程，激发了对用于先进量子应用的更快辐射速率的探索，而这此前仅在通过昂贵外延生长方法生长的 III-V 族材料中得到显著实现。在此，我们在通过可扩展溶液法或气相法生长的大块甲脒铅碘化物薄膜中，发现了低温下时间尺度约为 2 皮秒的超快量子瞬态。采用结合超快光谱、光学与电子显微镜的多模态策略，我们证明了这些瞬态源于纳米畴超晶格中的量子隧穿。瞬态衰减的结果，即光致发光，反映了这些态的光吸收特性，其在低温下表现出低至 <2 nm（~4 meV）的超窄线宽。发射与结构的局域关联表明，纳米畴超晶格是由共角与共面八面体的交替有序层形成的。这一发现开辟了利用内禀量子性质的新应用，并展示了用于量子研究的强大多模态方法。
引用
@article{arxiv.2502.13609,
title = {Visualizing Nanodomain Superlattices in Halide Perovskites Giving Picosecond Quantum Transients},
author = {Dengyang Guo and Thomas A. Selby and Simon Kahmann and Sebastian Gorgon and Linjie Dai and Milos Dubajic and Terry Chien-Jen Yang and Simon M. Fairclough and Thomas Marsh and Ian E. Jacobs and Baohu Wu and Renjun Guo and Satyawan Nagane and Tiarnan A. S. Doherty and Kangyu Ji and Cheng Liu and Yang Lu and Taeheon Kang and Capucine Mamak and Jian Mao and Peter Müller-Buschbaum and Henning Sirringhaus and Paul A. Midgley and Samuel D. Stranks},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.13609},
year = {2025}
}
备注
Main text and supplementary information. Main text 18 pages, 4 figures. Supplementary information 47 pages, 34 figures