应用案例｜二维钙钛矿中利用序参量声子突破激子电荷分离限制

文章名：《Ferroelectric phonon‐dressed exciton polarons enable internal charge separation in strongly confined 2D perovskites》

期刊名：《Angewandte Chemie International Edition》

客户单位：南京大学

应用产品：果果仪器CH-600光学冷热台

强限域二维半导体虽表现出显著的激子吸收特性，但其较大的激子结合能通常会抑制载流子的内部分离。本研究发现，非本征铁电性的序参量声子可提供激发态路径以突破这一限制。在 n=1 非本征铁电钙钛矿(Mpda)PbBr4中，通过时间与自旋分辨光谱、相干声子分析及第一性原理计算证实：初始生成的强束缚层内激子会耦合两个与铁电晶格畸变相关的低频序参量声子。这种耦合驱动了体系沿产生非本征铁电性的结构坐标弛豫，将强束缚激子转化为超越传统Fröhlich极化声子耦合的类电荷转移型铁电极化激子。由此产生的扩展极化响应和层间不对称晶格弛豫会动态屏蔽电子-空穴库仑相互作用，使有效结合能从~540 meV降至~16.5 meV。弱束缚的极化激子随后被面外铁电极化场分离为长寿命载流子，产生的零偏压光电流强度达到非铁电类似物的56倍。

该研究揭示了非本征铁电序参量声子可作为调控低维半导体中激子结合与电荷分离的活性激发态结构坐标。

（设备应用现场）

◈ 应用产品核心参数：果果仪器CH-600