Identifying and Overcoming the Polaron-Induced Mobility Limit in a 2D Germanium Halide Perovskite

极化子 钙钛矿(结构) 材料科学 卤化物 电子迁移率 化学物理 合理设计 联轴节(管道) 晶体管 工作(物理) 电荷(物理) 制作 极限(数学) 光电子学 纳米技术 场效应晶体管 凝聚态物理 流动性有限 载流子
作者
Ying Liu,Yawei Lv,Pingan Chen,Zhiqiang Ming,Xincan Qiu,Jiangnan Xia,Long Cheng,Fuxiang Li,Qian Xu,Xiao Wang,Abd Rashid Bin Mohd Yusoff,Lang Jiang,Lei Liao,Henning Sirringhaus,Liang Qin
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:20 (7): 5839-5849
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c18264
摘要

Germanium-based halide perovskites (GHPs) are promising nontoxic alternatives to their lead-based counterparts, yet their charge transport properties remain poorly understood. Probing the intrinsic mobility of these materials has been challenging due to the lack of single-crystal devices. Here, we report the fabrication of single-crystal field-effect transistors from a 2D Ruddlesden-Popper GHP, (PEA)2GeI4. Temperature-dependent measurements reveal that its intrinsic charge transport is thermally activated (∂μ/∂T > 0), a hallmark of small polaron hopping, which stands in stark contrast to the band-like transport (∂μ/∂T < 0) of its tin-based analogue ((PEA)2SnI4). We provide direct spectroscopic evidence that this behavior is driven by exceptionally strong electron-phonon coupling in the GHP lattice. Critically, we validate this by demonstrating that rational cation engineering to suppress this coupling switches the transport mechanism back to the more efficient band-like regime, enhancing mobility by over an order of magnitude. This work not only identifies small polaron formation as the primary performance limit in GHPs but also demonstrates a clear strategy to overcome it, contributing to the rational design of high-performance, nontoxic perovskite optoelectronics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
不咸发布了新的文献求助100
2秒前
3秒前
3秒前
华仔应助FFF采纳,获得10
3秒前
糖炒栗子完成签到 ,获得积分10
3秒前
Nole应助幽默孤容采纳,获得10
4秒前
Nole应助幽默孤容采纳,获得10
4秒前
香蕉觅云应助拼搏的依风采纳,获得10
4秒前
5秒前
bobo完成签到,获得积分10
5秒前
斯文败类应助薛小飞采纳,获得10
6秒前
飞翔的发布了新的文献求助10
6秒前
CNC完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
宁宁完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
热心冷亦完成签到,获得积分10
7秒前
lxhua发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6.4应助wufanga采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
隐形曼青应助wbiubiu采纳,获得10
9秒前
庆庆发布了新的文献求助10
9秒前
二月半完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
喜悦恶天发布了新的文献求助10
10秒前
cyf发布了新的文献求助30
10秒前
初景发布了新的文献求助10
10秒前
cc完成签到,获得积分10
11秒前
小二郎应助小细腿的凯哥采纳,获得10
11秒前
英俊的铭应助mahuahua采纳,获得10
12秒前
12秒前
SJJJJJJ发布了新的文献求助10
12秒前
裤裤子发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
不咸完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
A Case Study on Hotels as Noncongregate Emergency Living Accommodations for Returning Citizens 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7758222
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9304352
关于积分的说明 20279864
捐赠科研通 7341993
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3312140
关于科研通互助平台的介绍 2462788
邀请新用户注册赠送积分活动 2325945