- 北京大学王初课题组与董甦伟课题组 55
- 《安徽预防医学杂志》的目标读者有 37
- 笑死!研究生答辩,导师:致谢别矫 54
- 润色一篇科学论文究竟需要多长时间 56
- 探讨《中国药事》期刊快速发表的技 32
- 论文发表有哪些常见骗术类型 64
- 清华大学精仪系朱钧课题组提出光学 31
- 探讨出书费用的分摊方式 52
- 出书的文字规范要求有哪些? 50
- 畜牧类SCI一区的杂志有哪些 35
- 《现代医学》的目标读者群体有哪些 32
- 如何读懂学术会议相关的报告 59
- 介绍一些优秀的水土保持与荒漠化防 52
- 清华大学 深圳国际研究生院张正华 4240
- EI会议发表论文流程步骤 55
- 《工程力学》杂志社 17379
- 上海交通大学 22392
- 中金国研 1388
- 上海唐朝酒店 17389
- 香港机械工程师协会 1369
- 广州市香港科大霍英东研究院 22386
- hksme 20394
- 管理与信息工程国际会议组委会 1397
- 上海鸿与智公司 23400
- ietp 20399
- 中国科学院电子学研究所 22394
- eeep组委会 22380
- 中国石油兰州润滑油研究开发中心 20402
- 昆明兴达会议 23395
- 北京众联中科信息管理有限公司 1392
- 中国日用化学工业研究院 22425
- 中国人民大学 20408
- 赛思会务 22394
- 上海高登商业展览有限公司 20396
- 华中科技大学 17422
物理系杨鲁懿研究组及合作者在有机无机混合钙钛矿自旋动力学研究中取得进展
2024/04/01
有机无机混合钙钛矿是一种正在快速发展的半导体材料。因其对光吸收强、光电转换效率高且易于制备,在光伏、光电探测器、LED等领域有很大的应用。在传统的光电应用之外,近年来人们还发现了这类材料在自旋电子学中的前景。通过光注入,钙钛矿中可以形成很强的自旋极化,并且自旋的相干时间在低温下可以达到~1纳秒。另外,作为材料的自旋被外场调控的重要参数,钙钛矿的朗德g因子也通过超快光学的方法被重点研究,其数值由一些重要的能带结构参数确定。
尽管钙钛矿的自旋性质已被关注,前期的研究却被局限于传统的以铅元素为基础的钙钛矿。作为铅的替代,同主族的锡元素可以提供更好的光伏性能,并带来更多的材料调控可能性。但因二价锡离子易氧化,制备高质量锡基钙钛矿薄膜的方法在近几年才被成功发展出来。考虑到锡与铅带来的不同的钙钛矿电子结构、自旋轨道耦合以及样品缺陷对自旋弛豫的影响,锡基钙钛矿自旋性质将与传统铅基钙钛矿自旋性质非常不同。
近期,清华大学物理系杨鲁懿副教授与南京大学谭海仁教授以及清华大学物理系徐勇教授合作,研究了铅和铅锡混合钙钛矿的超快自旋动力学。
图1.时间分辨法拉第旋转测量钙钛矿半导体超快自旋动力学示意图。利用此类材料中的光选择定则,可以用圆偏振泵浦脉冲光注入自旋极化的电子和空穴,随后的演化可以用时间延迟的线偏振探测脉冲光通过测量样品的法拉第转角测得,外加磁场可以操控电子和空穴自旋的进动
他们利用超快时间分辨泵浦-探测法拉第旋转光谱(图1),在低温下测量了铅和铅锡混合钙钛矿的自旋相干及弛豫时间,并通过外加面内磁场下观测到的自旋拉莫尔进动,确定了两个样品中电子和空穴的朗德g因子及g因子展宽(图2)。
图2.实验观测到的铅和铅锡混合钙钛矿在外加面内磁场下的拉莫尔进动。时间分辨法拉第旋转原始数据(a,b)及FFT(c,d),FFT高低两个共振频率分别对应电子和空穴自旋拉莫尔进动频率。电子和空穴自旋拉莫尔进动频率(e)及自旋相干时间倒数(f)随外磁场的关系
尽管锡的自旋轨道耦合强度比铅要小,铅锡钙钛矿却拥有更短的自旋弛豫时间,结合铅锡钙钛矿中体现的更大g因子展宽,说明了该材料中相对密布的缺陷对自旋散射及自旋失相干过程产生的重大影响。同时,两个材料的朗德g因子可以利用基于半导体能带结构的k·p模型得到准确的预测,铅锡钙钛矿中稍小的空穴g因子也可以通过合理调整模型中自旋轨道耦合强度得到,凸显了自旋轨道耦合对材料中空穴g因子的影响。此两个样品的电子g因子是相似钙钛矿材料中最大的(3.75和4.36),表明其自旋非常易于被外磁场操控,因而有望在未来自旋电子学器件中得到应用。 另外,将钙钛矿应用到室温自旋电子学器件需要对材料中热效应及其对自旋性质的影响有更好的理解。此工作还系统地研究了自旋性质随温度的变化,并且首次对观测到的g因子随温度巨大的变化提出了解释(图3)。与传统半导体如硅、砷化镓相比,钙钛矿具有更柔软的角相接八面体结构,因而热效应在引起晶格热膨胀之外还会带来剧烈的晶格振动。他们的计算表明g因子随温度的剧烈改变主要源于晶格振动(而非晶格膨胀)对能带结构(带隙、自旋轨道耦合能隙以及带间跃迁矩阵)的巨大影响。
图3.测得的电子和空穴朗德g因子随温度的剧烈变化(a,b)及其理论模型(c,d)
该研究成果以“有机无机杂化铅和铅锡混合钙钛矿中的自旋相干性及自旋弛豫”(Spin Coherence and Spin Relaxation in Hybrid Organic-Inorganic Lead and Mixed Lead-Tin Perovskites)为题发表在《纳米快报》(Nano Letters)上。
清华大学访问学生(加拿大多伦多大学2016级博士生)张昊晨为该论文的第一作者,杨鲁懿副教授为通讯作者。论文的合作者还包括清华大学博士研究生翟泽华(2019级)、毕芷瑄(2018级),南京大学博士研究生高寒(2018级)以及中国工程物理研究院副研究员叶萌。
该研究得到低维量子物理国家重点实验室、清华大学笃实专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金的支持。
文章来源清华大学新闻,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。
清华大学生命学院欧光朔实验室报道组蛋白H2B系统性降解调控胰岛素信号介导的营养应激机理
首页/学术科研 城环学院周丰课题组在《自然-食物》发文揭示食物系统健康风险及其不平等性
基础医学院程功团队发现一种进化保守机制促进蚊媒病毒感染与传播
清华大学物理系江万军课题组在斯格明子操控和拓扑物理方面取得新进展
海军军医大学盛春泉教授课题组在光控蛋白降解靶向嵌合体领域取得进展
第四届计算机图形学、图像与虚拟化研究国际会议(ICCGIV 2024)(2024-05-17)
第九届机电控制技术与交通运输国际学术会议(ICECTT 2024)(2024-05-24)
2024年教育政策与实践研讨会(ICEPP 2024)(2024-05-24)
第三届机电一体化与机械工程国际会议(ICMME2024)(2024-05-24)
2024年电子器件、传感控制技术与光学机械工程国际学术会议(EDSCTOE 2024)(2024-05-25)
第十四届地质和地球物理学国际会议(ICGG 2024)(2024-05-31)
2024年食品工程与农业科学国际会议(ICFEAS 2024)(2024-06-02)
2024年第三届网络、通信与信息技术国际会议(CNCIT 2024)(2024-06-07)
第十届机械工程、材料和自动化技术国际会议(MMEAT 2024)(2024-06-21)
2024年先进机器人,自动化工程与机器学习国际会议(ARAEML 2024)(2024-06-28)
2024年计算机、科技创新与先进材料国际学术会议(ICCTIAM 2024)(2024-5-29)
2024年智能交通与未来出行国际会议(CSTFM 2024)(2024-10-18)
2024年历史考古学、地质勘探与文化遗产国际学术会议(HAGECH 2024)(2024-7-27)
2024年第七届电力与能源应用国际会议 (ICPEA 2024)(2024-10-18)
2024年智能车辆与自动驾驶国际会议(ICIVAD2024)(2024-7-19)
2024年图像处理、计算机视觉与机器学习国际会议(IPCVML 2024)(2024-6-22)
2024计算机视觉、图像处理与人工智能国际学术会议(CVIPAI 2024)(2024-5-30)
2024语言、艺术与教育发展国际学术会议(ICLAED 2024)(2024-6-29)
2024年第八届国际文化和历史会议(ICCH 2024)(2024-7-25)
2024年第七届计算智能与智能系统国际会议(CIIS 2024)(2024-11-22)