陕西科技大学学者发表载流子弛豫动力学调控研究成果

半导体Ⅱ型异质结是光电器件（如光伏器件和光电探测器件）中的关键组成部分。传统理论认为层间电荷转移是半导体Ⅱ型异质结中主要的载流子弛豫机制。

近日，陕西科技大学物理与信息科学学院许并社团队韩斌副教授在国际高影响力期刊[Advanced Functional Materials]发表题为“Manipulating Interlayer Carrier Relaxation Dynamics in Type-II Heterostructures of 2D Hybrid Perovskites Through Organic Spacer Engineering”的高水平论文。韩斌带领硕士生邱琪、汤言韧等人结合实验和理论计算证明了在由二维有机-无机杂化钙钛矿构成的Ⅱ型异质结中，载流子弛豫机制可由电荷转移转变为能量转移，且无需额外的电荷阻挡层。

研究结果显示，在具有相同有机间隔层的二维钙钛矿异质结中，如BA2PbI4/BA2MA2Pb3I10异质结，电荷转移占主导地位。然而，当将异质结其中一层中的有机间隔层BA替换为PEA时，即形成BA2PbI4/PEA2MA2Pb3I10时，载流子弛豫过程就从电荷转移转变为能量转移。尽管这两种异质结都是Ⅱ型能带排列，但密度泛函理论计算表明，用PEA取代BA会形成一种新型的Ⅱ型能带结构。这种新的能带结构抑制了电子和空穴的分离，从而使得能量转移比电荷转移更占优势。这项研究不仅为半导体异质结中层间载流子弛豫动力学提供了重要见解，而且对于未来基于二维有机-无机杂化钙钛矿光电器件的设计也至关重要。