在准二维PEPI/NiPS3异质结中实现高效快速的层间电荷转移

《Laser & Photonics Reviews》：Efficient and Fast Inter-Layer Charge Transfer in a Quasi-2D PEPI/NiPS3 Heterojunction

新型层状二碘化铅锡镍磷硫异质结实现超快高效层间电荷转移，动力学过程达皮秒级，光生载流子寿命显著延长，可通过调节泵浦激光参数精准控制，为开发高效二维钙钛矿与金属硫属磷酸盐光电器件提供新路径。

　　

摘要

通过设计优质的范德瓦尔斯（vdW）异质结，可以实现层间强耦合并控制层间电荷转移，尤其是层间激子的动态行为，从而扩展单层的功能，为基础凝聚态物理研究和广泛的光电应用领域带来新的可能性。本文首次提出了一种层堆叠的Ruddlesden-Popper钙钛矿（RPP）（PEA）₂PbI₄/NiPS₃（其中PEA和PEPI分别代表苯乙胺和(PEA)₂PbI₄）型II类异质结。该异质结表现出前所未有的快速层间电荷转移速率，达到0.77 ps^?1（τ = 1.77 ps），效率高达约98.4%，远超迄今为止报道的基于MoS₂的异质结（η ≈85%）。这种高效的界面电荷转移和分离有效地抑制了PEPI/NiPS₃异质结中的电子-空穴复合，从而延长了光生载流子的寿命。通过调节泵浦激光的波长和功率，可以控制层间电子和空穴的转移过程（时间尺度约为皮秒级）。这种高效、快速且可控的电荷转移过程对于开发基于二维钙钛矿和金属硫（硒）磷酸盐异质结的新型器件具有重要意义，有望替代传统的过渡金属硫族化合物，在广泛的光电应用中发挥重要作用。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。