通过卤化物合金化调节Cs3Bi2(Br1?xIx)9半导体中的激子性质和载流子动力学

《Advanced Optical Materials》：Tuning Excitonic Properties and Charge Carrier Dynamics by Halide Alloying in Cs3Bi2(Br1?xIx)9 Semiconductors

　　

摘要

受钙钛矿启发的铋卤化物半导体Cs₃Bi₂Br₉被广泛研究作为用于光转换应用的光活性材料。然而，其电荷生成和分离能力受到其较低的日光吸收率和较高的激子结合能的限制。在这里，我们通过机械化学合成方法将Br^?替换为I^?，从而改善了材料的光吸收和激子解离性能，得到了Cs₃Bi₂(Br_1?xI_{x)9。X射线衍射和拉曼分析证实了卤化物在原子层面的混合，并揭示了当x = 0.8附近发生的晶体相变。通过对薄膜的吸收测量，我们确定了几种Cs3Bi2(Br1?xIx)9组成的吸收系数、Urbach尾和激子结合能。研究发现，带隙可以从2.59 eV调节到1.93 eV（当x = 0.9时），而激子结合能在x = 0.6时达到最小值。此外，瞬态吸收光谱测量表明复合寿命与Urbach能量之间存在弱相关性，其中无序程度最低的材料具有最长的复合寿命。这些结果为设计具有优良光吸收特性和载流子动力学特性的稳定铋卤化物半导体提供了宝贵的见解。}

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

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