在有机-无机杂化卤化铅钙钛矿中，光诱导大极化子传输和动力学

有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿（MHPs）在光电应用中引起了极大的关注。例如，最近研究人员使用 MHP 设计了具有低成本高效益的太阳能电池、固态照明、忆阻器和自旋电子学中的超快自旋开关。然而，即使这种材料很有前景，但关于 MHP 中电荷载流子的性质和迁移率仍然存在许多问题，需要进一步了解。

上海科技大学的研究人员与青岛生物能源与生物过程技术研究所、上海交通大学，上海技术物理研究所，以及莫斯科国立大学合作，报告了在具有太赫兹探针的有机-无机混合卤化铅钙钛矿中的光诱导大极化子输运和动力学。

图1， 通过使用太赫兹瞬态的超快电导率测量显示，局部晶格畸变“修饰”了光激发的电荷载流子。 图片来源：Zuanming Jin等。

研究人员通过使用光泵和太赫兹电磁探针光谱法，通过实验识别 CH3NH3PbI3 (MAPbI3) 多晶颗粒中的光载流子-光学声子耦合。光诱导载流子与周围晶格一起（存在几个晶格常数畸变），形成准粒子——称为“极化子”。使用 Drude-Smith-Lorentz 模型以及 Fr?hlich 型电子-声子耦合，研究人员确定了光生极化子载流子的有效质量和散射参数。根据极化子质量增强、材料的多晶性质和缺陷的存在，计算出大极化子迁移率约为~80 cm2V-1s-1。

此外，研究人员揭示了 MAPbI3 中大极化子的形成保护了电荷载流子免受多晶晶界或缺陷的散射，并解释了光电导寿命长的原因。这些发现为深入了解MAPbI3材料中电荷载流子的极化子性质提供了依据，这对基础研究和器件应用都有重要意义。想相关结果发表在《Light: Science & Applications》杂志上。