有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦(OIHP)在太陽能電池，發(fā)光二極管(LED)，場效應(yīng)晶體管(FET)和光電探測器上有多種應(yīng)用。在評(píng)估基于鈣鈦礦材料的設(shè)備的功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)的參數(shù)中，載流子的遷移率無疑會(huì)占據(jù)很高的比重。

盡管研究人員已經(jīng)通過在結(jié)構(gòu)中引入新的組分來控制載流子的遷移性取得了巨大進(jìn)展，但是在原子水平上對(duì)該組分如何影響性能的理解仍然未知。

為了解決這個(gè)問題，由科學(xué)院科學(xué)技術(shù)大學(xué)(USTC)的羅毅教授和葉樹基教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)合成了一系列二維OHIPs薄膜，大的有機(jī)間隔陽離子。

通過一系列測量，包括和頻產(chǎn)生振動(dòng)光譜(SFG-VS)，光泵太赫茲探針光譜(OPTPS)，電流電壓(IV)測量，溫度相關(guān)的PL光譜和X射線衍射(XRD)測量研究人員發(fā)現(xiàn)有機(jī)陽離子的構(gòu)象，載流子遷移率和寬帶發(fā)射之間存在相關(guān)性。

遷移率和寬帶發(fā)射顯示出對(duì)有機(jī)陽離子分子構(gòu)象順序的強(qiáng)烈依賴性。薄層缺陷和有機(jī)陽離子的局部鏈畸變是二維OIHP薄膜的面內(nèi)遷移率降低和寬發(fā)射的結(jié)構(gòu)根源。有機(jī)陽離子的層間距離和構(gòu)象順序共同調(diào)節(jié)面外遷移率。

結(jié)果于10月30日發(fā)表在《自然通訊》上。

這項(xiàng)工作提供了對(duì)有機(jī)陽離子構(gòu)象在優(yōu)化二維OIHPs的光電性能中的重要作用的物理理解，揭示了鈣鈦礦在分子水平上的結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系。