近日，我院秦朝朝副教授团队在国际权威期刊《Journal of Materials Chemistry A》(简称JMCA，IF=12.73)上发表了题为“Carrier dynamics in two-dimensional perovskites: Dion–Jacobson vs. Ruddlesden–Popper thin films”的研究论文。我院教师秦朝朝为该论文第一作者，周忠坡和中国科学院上海高等研究院特聘研究员江玉海为共同通讯作者。
近年来，二维金属有机卤化物钙钛矿是由无机层—有机层交替排列形成的多量子阱材料，其独特的物理性质使其在诸多光电应用中展现出较大潜力。然而，二维钙钛矿中无机层量子阱之间的有机层引入的较大能垒使受激激子被限制在钙钛矿量子阱平面内，导致难以实现载流子的层间迁移，极大地限制了二维钙钛矿在光电领域更广泛的应用。特别是，对于拥有较大层间距差别的Dion–Jacobson (DJ)型和Ruddlesden–Popper (RP)型二维钙钛矿薄膜的载流子输运机制尚存争论。为此，该研究团队利用飞秒超快瞬态吸收光谱技术，对所制备的系列DJ型钙钛矿(PDMA)FAn-1PbnI3n+1和RP型钙钛矿(PEA)2FAn-1PbnI3n+1薄膜(n=1, 2, 3)进行了光激发载流子动力学研究。飞秒瞬态吸收光谱及载流子动力学研究发现，在n=3的二维钙钛矿薄膜中，激子在激发后的2 ps内完成了向近邻大n值无机层量子阱的Föster共振能量转移。此外，与 (PEA)2FA2Pb3I10薄膜相比，(PDMA)FA2Pb3I10薄膜中的激子从二维的小n值相向类三维的大n值相的转移效率更高。
该工作首次从实验上对比研究了DJ型钙钛矿(PDMA)FAn-1PbnI3n+1和RP型钙钛矿 (PEA)2FAn-1PbnI3n+1薄膜中不同n值的相的分布对载流子输运和能量传输的影响，拓展了对二维金属有机卤化物钙钛矿薄膜中载流子动力学的认识，对二维钙钛矿薄膜在光电器件中的应用具有重要指导意义。
此项研究得到了国家自然科学基金和河南省高校青年骨干教师资助计划等项目支持。
相关论文信息：https://doi.org/10.1039/D1TA09549H