近日，《Nano letters》在线发表了我院关于二维钙钛矿材料中电子-声子相互作用研究的重要进展，论文题为“Organic ligand engineering for tailoring electron-phonon coupling in 2D hybrid perovskites”。武汉大学物理科学与技术学院博士后欧振伟和博士研究生王成为论文共同第一作者，王倜研究员、徐红星院士和复旦大学的褚维斌研究员为通讯作者，武汉大学物理科学与技术学院为论文第一署名单位。
电子-声子耦合在决定混合钙钛矿的激子特性方面起着至关重要的作用。混合钙钛矿晶格的软性和极性特征有助于激子与声子模式的耦合。先前的研究表明,电子-声子耦合对诸如能带结构、载流子复合和电荷传输等各种性质都产生了重大影响。因此,有效操控电子-声子耦合对于提高我们对电子性质的理解和定制器件性能至关重要。目前,温度和压力变化等外部控制技术已被证实可通过改变无机钙钛矿八面体的变形来影响电子-声子相互作用。然而,在器件工作条件下采用此类方法并不实际。另一种策略是修改有机配体，从而调整钙钛矿八面体之间的层间距离,同时也能促进与无机层的声子模式耦合。
在这项工作中,利用三种不同尺寸的有机半导体配体2T、3T、4Tm，形成了具有不同能带排列的二维有机半导体钙钛矿。理论计算和拉曼光谱表明,有机配体的长度显著影响电子-声子耦合,并塑造了不同的电子结构。值得注意的是,在(2T)2PbI4中强烈的电子-声子耦合诱导了其能带排列在I型和II型来回变换。从而使空穴在有机和无机层之间表现出动态切换的行为。这一现象导致了异常的载流子扩散和局域载流子分布行为。该项研究展示了通过有机配体工程控制电子-声子耦合和载流子传输在二维有机半导体钙钛矿中的潜力,为高性能光电器件的发展提供了有价值的参考。
文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c00463
