研究揭示二維鈣鈦礦中超快激子解離動力學新機制

2021-11-28T02:47:44+00:00

近日,中國科學院大連化學物理研究所超快時間分辨光譜與動力學研究組研究員金盛燁、田文明等在(准)二維鈣鈦礦激子解離動力學研究中取得進展。該團隊通過超快時間分辨光譜學技術直接觀測到二維鈣鈦礦中快速的動態激子解離過程,並由此提出論證了由極化子屏蔽效應誘導的激子解離新機制。

近日,中國科學院大連化學物理研究所超快時間分辨光譜與動力學研究組研究員金盛燁、田文明等在(准)二維鈣鈦礦激子解離動力學研究中取得進展。該團隊通過超快時間分辨光譜學技術直接觀測到二維鈣鈦礦中快速的動態激子解離過程,並由此提出論證了由極化子屏蔽效應誘導的激子解離新機制。

受到光照,半導體會產生載流子——電子和空穴,兩者因帶有相反的電荷在靜電吸引力作用下被「捆綁」在一起,形成激子。與自由的電子和空穴相比,激子具有更高的發光效率因而在發光和顯示器件領域具有潛在應用價值;但在太陽能電池等光伏應用中,大量存在的激子不利於正負電荷的分離提取,使太陽能電池效率大幅降低。因此,研究半導體中激子與自由載流子之間相互轉化的動態過程,對材料和器件的合理應用具有重要指導意義。

作為一類天然的量子阱材料、優質的半導體介質,二維鈣鈦礦穩態激子結合能相比傳統的三維鈣鈦礦大幅提高,達到數百毫電子伏特,使激子難以在室溫下解離。此前傳統觀點認為,二維鈣鈦礦中光生載流子主要以激子的形式存在,在室溫下難以解離形成自由載流子,從而推測二維鈣鈦礦不適用於太陽能電池等光伏器件。然而,近期一些研究卻發現與之相悖的結果。研究團隊推測,此前研究可能因為忽略了光生電荷與晶格之間的相互作用,從而使人們高估了二維鈣鈦礦的激子結合能。

該研究中,團隊通過飛秒超快光譜學技術等,在室溫下直接觀測到二維鈣鈦礦中快速的動態激子解離過程,證明二維鈣鈦礦中載流子在平衡狀態下主要以自由載流子的形式存在。這與此前報導的通過穩態吸收光譜等技術得出的較高激子結合能存在較大差異。為了解釋這一反常的物理現象,該團隊進一步通過低溫光譜學等,提出由激子—極化子形成而誘導的激子解離機理,即激子通過與聲子之間強的耦合作用形成激子—極化子,由於極化子的屏蔽作用大幅削弱電子—空穴間的庫倫作用力,使激發態激子結合能顯著降低,從而促進激子的快速解離。此外,團隊還證明了激子解離以及後續的自由載流子非輻射複合過程是限制二維鈣鈦礦螢光量子效率的主要因素。該發現揭示了二維鈣鈦礦材料中可能普遍存在的極化激子解離特性,為二維鈣鈦礦材料在光伏和光電探測等器件中的應用提供了理論指導。

在二維鈣鈦礦載流子動力學研究中,該團隊曾直接觀測到二維鈣鈦礦薄膜中的載流子定向分離與輸運(J. Am. Chem. Soc.,2017);在二維鈣鈦礦單晶中揭示了層內缺陷輔助的長距離載流子輸運新機制(J. Am. Chem. Soc.,2020);發現了俄歇輔助的層間電子轉移新機理(J. Am. Chem. Soc.,2021)。

相關研究成果以Ultrafast and High-Yield Polaronic Exciton Dissociation in Two-Dimensional Perovskites為題,發表在《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society)上。上述工作得到國家重點研發計劃「納米科技」重點專項、國家自然科學基金、中科院青年創新促進會等項目的支持。

二維鈣鈦礦中的激子會自發地快速解離形成更適用於光伏發電的自由載流子,如同懷抱著不同電荷的蜜蜂在花叢中相聚到分離的過程

來源:中國科學院大連化學物理研究所

關鍵字:

該怎麼辦...妹妹那味真的!洗!不!掉!

2021-10-21T09:35:37.401669+00:00

「別被誤會:衛生習慣不好了!」從體內釋放香嫩分子,口服比抹的更有效!

我一直都有用妹妹洗劑的習慣

但即使這樣,還是被說臭臭的…

為了變香香,我有也試過吃鳳梨啊!

結果一樣臭咪摩,還因為那陣子分泌失調常常發炎...

羞羞的事...真的沒自信做了QQ

 

營養師跟我推薦一款【口服妹妹精華】

可以同時🔸緊緻保水🔸彈嫩美白🔸減少感染

我也是第一次知道這東西

沒想到一吃,以前「洗」不掉的問題居然改善了

根本解決➠https://www.cashin.tw/product/000000000034233

 

膠囊含有【水果酵素+玫瑰萃取+膠原蛋白】等保養成分

我吃了之後,長期乾癢、紅腫的情況有改善

而且聞起來...還真的有股甜甜的味兒😳

有次久違的跟男友啪時

他一開箱...就興奮得像狗狗

問我偷擦了什麼,怎麼變那麼「好吃」

現在,他都花更多時間服侍我///

 

所以說~女生花時間顧好自己

別人真的就會更寵你誒❤️一起當香妹妹

 

商品資訊

【體內散發女神香】蜜嫩香_私密液態膠囊

https://www.cashin.tw/product/000000000035022