Репортаж от Wedoany，Исследовательская группа с кафедры материаловедения и инженерии Ханбатского национального университета (Hanbat National University) с помощью систематических экспериментов раскрыла механизм влияния диэлектрического экранирования органического разделительного слоя на свойства экситонов в двумерных перовскитах, предложив предсказуемую модель для проектирования соответствующих оптоэлектронных материалов.
Двумерные перовскиты благодаря своей чередующейся неорганическо-органической структуре превосходят традиционные двумерные или трехмерные материалы по стабильности и экситонным эффектам, что делает их перспективными для применения в оптоэлектронике следующего поколения. Однако их люминесцентные свойства определяются сложным квантовым и диэлектрическим ограничением, вызванным окружающими слоями, причем точное влияние диэлектрического экранирования на экситоны ранее оставалось неясным, что сдерживало предсказательное моделирование и рациональный дизайн материалов.
Исследовательская группа под руководством профессора Ки-Ха Хонга (Ki-Ha Hong) использовала серию структурно однородных органических разделительных слоев для регулирования межслоевого расстояния при минимизации структурных искажений, что позволило выделить влияние диэлектрического экранирования. Исследование было опубликовано онлайн 9 декабря 2025 года в журнале Advanced Functional Materials и официально вышло в печать 13 апреля 2026 года в 36-м томе, 30-м выпуске этого журнала.
Исследователи изготовили высококачественные двумерные перовскитные пленки на основе йодида свинца, сосредоточившись на четных органических разделительных слоях с различной длиной алкильной цепи. Анализ с помощью фотоэлектронной спектроскопии и УФ-видимой абсорбционной спектроскопии показал, что с увеличением длины разделительного слоя ширина квазичастичной запрещенной зоны увеличивается, в то время как энергия экситонов остается почти неизменной, что приводит к значительному росту энергии связи экситонов. Стандартная модель Келдыша не смогла полностью воспроизвести это поведение, однако после введения феноменологической диэлектрической функции, учитывающей конечную толщину органического разделительного слоя, команда успешно сопоставила экспериментальные данные, создав проверенную модель прогнозирования свойств экситонов.
«Эта модель предлагает практическое правило проектирования для прогнозирования того, как длина органического разделительного слоя контролирует свойства экситонов в двумерных перовскитах», — отметил профессор Хонг. «Это дает молекулярные правила проектирования для регулирования энергии связи экситонов и энергетических уровней в двумерных перовскитах, что может направлять будущий дизайн материалов для излучения света, фотовольтаики и других оптоэлектронных приложений».
