Applied Physics Reviews | 無鉛雙鈣鈦礦中激子的安德森局域化

安德森局域化是由凝聚態物理學家Philip W. Anderson 提出的，它是凝聚態物理中最重要和迷人的概念之一，它對電子的輸運過程有重要影響。多年來，人們相繼觀測到更為普遍的原子和光子的安德森局域化現象。而對電中性激子的安德森局域化的實驗觀測則充滿挑戰性。

近日，東南大學范吉陽教授課題組在Applied Physics Reviews上發表了有關合金化金屬鹵化物半導體中拓撲和元素成分無序導致Frenkel激子存在安德森局域化的研究報道。研究發現，晶格對稱性破缺驅動激子波函數在晶體內部局域化多面體單元附近的散射干涉加強，這與激子–聲子耦合相結合，導致激子出現強局域化。此種機制引起輻射量子躍遷增強和非輻射躍遷被抑制，使得光輻射量子產率從30%提高到75%。這些結果表明安德森局域化對無序寬禁帶半導體中的Frenkel激子的性質有重要影響。

金屬鹵化物鈣鈦礦Cs₂(Ag,Na)(In,Bi)Cl₆是由無機八面體單元所構成，水分子擴散導致其空間對稱性降低，同時出現拓撲、結構和成分無序，這提供了激子安德森局域化的結構起源。通過在無鉛雙鈣鈦礦納米晶體中引入拓撲和元素成分無序，觀測到其中存在激子安德森局域化的光譜學證據。這些結果表明無序的合金化鈣鈦礦納米晶體是研究激子安德森局域化現象的理想原型體系，這方面的研究有利于揭示無序寬禁帶半導體的獨特光物理性質。

圖1.水分子誘導無鉛雙鈣鈦礦產生激子安德森局域化的機制的示意圖（圖片來源于該APR論文）。

圖2. 不同含量水分子誘導無鉛雙鈣鈦礦產生激子安德森局域化的光譜學表征（圖片來源于該APR論文）。

圖3. 水分子誘導無鉛雙鈣鈦礦產生的拓撲無序的結構表征（圖片來源于該APR論文）。

相關論文發表在Applied Physics Reviews上，東南大學碩士研究生馬文結為文章的第一作者（現為北京大學博士研究生）， 東南大學物理學院范吉陽教授為通訊作者。測試方面得到論文共同通訊作者中國科學院大學董國艷副教授的幫助。該工作得到了國家自然科學基金委面上項目的支持。

原文原題：Topological and compositional disorder induced exciton Anderson localization highly enhances luminescence quantum yields of alloyed perovskite nanocrystals

原文鏈接：https://pubs.aip.org/aip/apr/article/11/2/021412/3283132/Topological-and-compositional-disorder-induced