二維鈣鈦礦因其結(jié)構(gòu)可調(diào)性和環(huán)境穩(wěn)定性受到廣泛關注，使其能夠打破影響現(xiàn)有材料的性能瓶頸，成為各種應用的候選材料。然而，在二維鈣鈦礦中，有機間隔層和無機亞晶格之間復雜的相互作用使得結(jié)構(gòu)分析仍然具有挑戰(zhàn)性。迫切需要更深入的了解以實現(xiàn)高性能可調(diào)諧光電器件。
針對以上二維鈣鈦礦構(gòu)效關系的限制，西安交通大學電子與信息學部電子科學與工程學院郗俊特聘研究員及其合作者采用靜態(tài)和動態(tài)的結(jié)構(gòu)描述符，報告了結(jié)構(gòu)的變化（從恒定的晶格扭曲和可變的結(jié)構(gòu)演變）如何影響宏觀性質(zhì)和最終的器件性能。靜態(tài)結(jié)構(gòu)特征能夠被可視化作與應力相關的晶格畸變；動態(tài)結(jié)構(gòu)主要包括原子的振動以及振動子和載流子的耦合過程。當不涉及到載流子的激發(fā)時，從晶格剛度和結(jié)構(gòu)漲落討論了二維鈣鈦礦的動態(tài)結(jié)構(gòu)。其中晶格剛度是一種長程動態(tài)狀態(tài)，它很大程度上依賴于無機框架在平面內(nèi)的結(jié)構(gòu)強度以及在平面外與間隔層的復雜相互作用。在短程內(nèi)，結(jié)構(gòu)漲落引起的局部非諧性受到熱態(tài)和原子立體化學表達式的嚴重影響，從而控制晶格反轉(zhuǎn)對稱、聲子模甚至載流子行為。另外，當考慮到激發(fā)態(tài)載流子和二維鈣鈦礦的軟晶格，具有激發(fā)態(tài)極化晶格的極化子有望形成并對激發(fā)態(tài)載流子動力學產(chǎn)生顯著影響。最后，針對二維鈣鈦礦的晶格特征和結(jié)構(gòu)-性質(zhì)的相互作用，我們回顧了最先進的電子器件，并提出了一些概念上的離子電子器件。
該項工作近期以《二維雜化鈣鈦礦：從靜態(tài)和動態(tài)結(jié)構(gòu)到潛在應用》（Two-dimensional Hybrid Perovskites: from Static and Dynamic Structures to Potential Applications）為題，發(fā)表于國際頂級期刊《先進材料》（Advanced Materials）。團隊博士段佳寧為論文第一作者，西安交通大學郗俊特聘研究員為第一通訊作者，吳朝新教授作為共同通訊作者參與指導，西安交通大學為第一作者與通訊作者單位。此外，李璟睿特聘研究員、意大利技術(shù)學院Giorgio Divitini和Annamaria Petrozza博士也參與了該工作。
郗俊研究員團隊長期研究低維鈣鈦礦光電器件，低維鈣鈦礦單晶以及材料微觀結(jié)構(gòu)-宏觀性能內(nèi)在聯(lián)系等，近期有多項重要成果發(fā)表于《美國化學學會》（Journal of the American Chemical Society）、《先進材料》（Advanced Materials）、《ACS能源快報》（ACS Energy Letters）、《先進能源材料》（Advanced Energy Materials）、《納米能源》（Nano Energy）等國際頂級期刊。更多研究內(nèi)容參見郗俊老師主頁：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/xi_jun/home
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202403455
來源：西安交通大學
原文鏈接：https://eie.xjtu.edu.cn/info/1042/9902.htm