Appl. Phys. Rev. | 无铅双钙钛矿中激子的安德森局域化

安德森局域化是由凝聚态物理学家Philip W. Anderson 提出的，它是凝聚态物理中最重要和迷人的概念之一，它对电子的输运过程有重要影响。多年来，人们相继观测到更为普遍的原子和光子的安德森局域化现象。而对电中性激子的安德森局域化的实验观测则充满挑战性。

近日，东南大学范吉阳教授（点击查看介绍）课题组在Applied Physics Reviews 上发表了有关合金化金属卤化物半导体中拓扑和元素成分无序导致Frenkel激子存在安德森局域化的研究报道。研究发现，晶格对称性破缺驱动激子波函数在晶体内部局域化多面体单元附近的散射干涉加强，这与激子–声子耦合相结合，导致激子出现强局域化。此种机制引起辐射量子跃迁增强和非辐射跃迁被抑制，使得光辐射量子产率从30%提高到75%。这些结果表明安德森局域化对无序宽禁带半导体中的Frenkel激子的性质有重要影响。

图1. 不同含量水分子诱导无铅双钙钛矿产生激子安德森局域化的光谱学表征。图片来源：APR

图2. 水分子诱导无铅双钙钛矿产生的拓扑无序的结构表征。图片来源：APR

金属卤化物钙钛矿Cs₂(Ag,Na)(In,Bi)Cl₆是由无机八面体单元所构成，水分子扩散导致其空间对称性降低，同时出现拓扑、结构和成分无序，这提供了激子安德森局域化的结构起源。通过在无铅双钙钛矿纳米晶体中引入拓扑和元素成分无序，观测到其中存在激子安德森局域化的光谱学证据。这些结果表明无序的合金化钙钛矿纳米晶体是研究激子安德森局域化现象的理想原型体系，这方面的研究有利于揭示无序宽禁带半导体的独特光物理性质。

相关论文发表在Applied Physics Reviews 上，东南大学硕士研究生马文结为文章的第一作者（现为北京大学博士研究生），东南大学物理学院范吉阳教授为通讯作者。测试方面得到论文共同通讯作者中国科学院大学董国艳副教授的帮助。该工作得到了国家自然科学基金委面上项目的支持。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Topological and compositional disorder induced exciton Anderson localization highly enhances luminescence quantum yields of alloyed perovskite nanocrystals

Wenjie Ma, Ruonan Miao, Huaxin Wu, Guoyan Dong, Jiyang Fan 

Appl. Phys. Rev., 2024, 11, 021412, DOI: 10.1063/5.0175005

导师介绍

范吉阳

https://www.x-mol.com/university/faculty/67005