韩国韩巴大学研发二维钙钛矿激子特性预测模型

维度网讯，韩国韩巴大学（Hanbat National University）材料科学与工程系研究团队通过系统实验，揭示了有机间隔层介电屏蔽环境对二维钙钛矿激子特性的调控机制，为相关光电子材料的设计提供了可预测的建模框架。

二维钙钛矿因其交替的无机-有机结构，在稳定性与激子效应方面优于传统二维或三维材料，被认为在下一代光电子领域具有应用潜力。然而，其发光特性受到周围层引起的复杂量子限域和介电限域效应支配，介电屏蔽环境对激子的确切影响此前尚不明确，制约了材料的预测建模与合理设计。

由Ki-Ha Hong教授领导的研究团队采用一系列结构一致的有机间隔层，以在最小化结构畸变的前提下调节层间距，从而分离出介电屏蔽环境的影响。该研究于2025年12月9日在线发表在《Advanced Functional Materials》上，并于2026年4月13日在该期刊第36卷第30期正式出版。

研究人员制备了高质量的二维碘化铅钙钛矿薄膜，聚焦于具有不同烷基链长的偶数有机间隔层。通过光电子能谱和紫外-可见吸收光谱分析发现，随着间隔层长度增加，准粒子带隙变宽，而激子能量几乎保持不变，这导致激子结合能显著上升。标准Keldysh模型未能完整重现该行为，但团队引入一个考虑有机间隔层有限厚度的唯象介电函数后，成功匹配了实验数据，建立起经过验证的激子特性预测框架。

“该模型提供了一个实用的设计规则，用于预测有机间隔层长度如何控制二维钙钛矿的激子特性，”Hong教授表示。“这为调控二维钙钛矿中的激子结合能和能级提供了分子层面的设计规则，可指导未来发光、光伏及其他光电子材料的设计。”