8月24日消息,arXiv收录的 cond-mat.mtrl-sci 新论文(编号2608.23510,8月24日提交)在代表性卤化物钙钛矿CsPbBr3中首次通过角分辨光电子能谱(ARPES)同时观测到Jahn-Teller(扬-特勒)效应的关键光谱特征。论文由Maryam Sajedi、Oliver Rader(HZB柏林)等与Thomas Unold、Ján Minár等国际团队合作完成。
Jahn-Teller效应(一阶与二阶)对固体结构和电子性质的塑造具有基础性作用,但此前在ARPES中几乎没有直接观测。在氧化物和卤化物钙钛矿中,能带replica(复本)偶有报道作为Jahn-Teller效应的指纹,却缺乏可判定其起源的能量移动或分裂证据。本研究同时捕捉到两类关键特征:降温时出现正交replica能带(包括在室温下即可分辨的额外价带顶);更重要的是,Γ点处出现数百meV量级的能带窄化、分裂以及不等价M点间简并度解除。
研究以变温X射线衍射为输入进行能带结构计算,将这些电子结构效应与PbBr6八面体的倾转和旋转直接关联起来,明确了晶格动力学与电子能带的耦合机制。
CsPbBr3是钙钛矿发光和光电探测领域的模型材料,其八面体畸变-电子结构耦合直接影响载流子有效质量和发光效率。该工作建立的畸变-能带对应关系,为通过应变工程和组分调控优化钙钛矿光电器件性能提供了直接的电子结构依据。
(来源:arXiv)