中國科技大學(xué)學(xué)者揭開鈣鈦礦性能調(diào)控秘密

記者15日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校羅毅教授研究團(tuán)隊葉樹集小組研究發(fā)現(xiàn)，二維雜化鹵素鈣鈦礦的有機(jī)陽離子構(gòu)象無序度越大，其寬帶熒光發(fā)射越強(qiáng)，面內(nèi)載流子遷移率越小，而面外載流子遷移率則由有機(jī)陽離子構(gòu)象與無機(jī)骨架層間距共同決定。成果日前發(fā)表在《自然·通訊》上。

當(dāng)前，在太陽能電池、發(fā)光二極管、場效應(yīng)晶體管和光電探測器等領(lǐng)域，有機(jī)—無機(jī)雜化鹵素鈣鈦礦材料展示了廣泛的應(yīng)用前景。然而，鈣鈦礦中有機(jī)陽離子構(gòu)象如何調(diào)控鈣鈦礦性能?如何從分子水平上來理解結(jié)構(gòu)調(diào)控性能?人們對此科學(xué)問題所知甚少。

葉樹集小組通過制備具有不同烷基鏈長的二維雜化鹵素鈣鈦礦，利用對稱性敏感的和頻振動光譜技術(shù)，結(jié)合光泵浦—太赫茲探測、電化學(xué)測試、熒光光譜以及X射線衍射等技術(shù)，進(jìn)一步明晰了有機(jī)陽離子構(gòu)象、載流子遷移率、寬帶熒光發(fā)射以及無機(jī)骨架層間距之間的關(guān)聯(lián)性規(guī)律，取得了重要進(jìn)展。

這一成果展現(xiàn)了和頻光譜在研究光轉(zhuǎn)換材料結(jié)構(gòu)對稱性破缺方面的特異性，揭示了有機(jī)陽離子構(gòu)象與鈣鈦礦載流子遷移率和寬帶發(fā)射等性能之間的構(gòu)效關(guān)系。