2D Ruddlesden Popper钙钛矿中激子迁移率接近Mott-Ioffe-Regel极限的增强

由中国科学院（CAS）国家纳米科学与技术中心（NCNST）刘新峰教授领导的一项研究发表在《自然通讯》上，最近报道了二维（2D）Ruddlesden-Popper钙钛矿（RPP）中激子迁移率的增强

激子迁移率是影响二维RPP光电特性的一个关键因素。然而，观察到2D RPP的迁移率比相应的3D钙钛矿的迁移率低一个数量级。激子-激子湮灭、层间耦合和缺陷等多种因素都会影响二维RPP中的激子输运行为

尽管取得了实质性进展，但激子输运和晶格性质之间的精确相关性，特别是关于激子-晶格相互作用的相关性，仍然难以捉摸。此外，迫切需要调整激子-声子相互作用，以定制用于2D钙钛矿基光电子的激子传输特性

NCNST的刘教授团队，以及华南师范大学和北京大学的合作者，通过在表面用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）网络锚定软丁基铵阳离子，在2D RPP中实现了接近Mott-Ioffe-Regel极限（MIR）的激子迁移率提高

研究人员通过时间分辨光致发光显微镜直接监测了（BA）2（MA）n-1PbnI3n+1 R-p钙钛矿中的超快激子传播过程。他们揭示了剥离薄片中的自由激子迁移率可以从大约8cm2V-1s-1提高到280cm2V-1s-1。后者的迁移率接近Mott-Ioffe-Regel准则的理论极限

结合光学测量和理论研究，研究人员揭示了激子迁移率的增强归因于PMMA网络对表面BA分子的锚定，这显著提高了晶格刚度并减少了无序

因此，变形势散射率在室温下降低了8倍，导致激子传播从跳跃状态转变为带状传输状态

这些发现为具有软晶格的2D钙钛矿中的激子传输机制提供了有价值的见解，并阐明了如何通过晶格工程调节激子传输特性