【百家大講堂】美國(guó)田納西大學(xué)胡斌教授講述“3維和2維鈣鈦礦光伏和發(fā)光器件中自旋軌道耦合效應(yīng)”

發(fā)布日期：2019-12-20 供稿：材料學(xué)院常帥攝影：常帥

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　　12月16日下午，由北京理工大學(xué)研究生院主辦、北京理工大學(xué)材料學(xué)院承辦的北理工“百家大講堂”第296期——“3維和2維鈣鈦礦光伏和發(fā)光器件中自旋軌道耦合效應(yīng)”在北京理工大學(xué)研究生院101報(bào)告廳舉行。講座邀請(qǐng)美國(guó)田納西大學(xué)胡斌教授為主講嘉賓，材料學(xué)院材料物理化學(xué)系主任鐘海政主持講座，并為胡斌教授頒發(fā)了北理工“百家大講堂”講座證書(shū)。

　　有機(jī)-無(wú)機(jī)半導(dǎo)體鈣鈦礦已顯示出非常誘人的室溫磁光響應(yīng)，出色的光伏性能，顏色可調(diào)的發(fā)光特性和低閾值激光特性，從而成為新興的多功能材料。另一方面，ABX3結(jié)構(gòu)的有機(jī)-無(wú)機(jī)半導(dǎo)體鈣鈦礦在電致極化半導(dǎo)體材料框架內(nèi)具有很強(qiáng)的自旋-軌道耦合特性。通常，自旋軌道耦合可以產(chǎn)生三個(gè)主要結(jié)果：（i）Rashba效應(yīng)，（ii）不同狀態(tài)之間的自旋混合，（iii）在這種混合鈣鈦礦中的電磁耦合。應(yīng)該指出的是，有機(jī)-無(wú)機(jī)半導(dǎo)體鈣鈦礦表現(xiàn)出明顯的軌道動(dòng)量，與自旋動(dòng)量形成強(qiáng)自旋軌道耦合。因此，使用軌道動(dòng)量提供了一種獨(dú)特的機(jī)制來(lái)控制這種混合鈣鈦礦中的光電特性。胡斌教授課題組發(fā)現(xiàn)，從3維鈣鈦礦轉(zhuǎn)變?yōu)?維鈣鈦礦會(huì)導(dǎo)致從短距離自旋-自旋相互作用到遠(yuǎn)距離軌道-軌道相互作用。另一方面，他們觀察到自旋軌道耦合可以通過(guò)晶界極化改變，從而導(dǎo)致一種方便的方法來(lái)通過(guò)摻雜和機(jī)械應(yīng)力來(lái)調(diào)整自旋軌道耦合。而且，使用自旋-軌道耦合提出了一種實(shí)用的方法，以消除鈣鈦礦LED中暗態(tài)的發(fā)光損失。胡斌教授深入討論了從3維到2維鈣鈦礦的光伏和發(fā)光器件所涉及的自旋軌道耦合效應(yīng)。講座結(jié)束后，由鐘海政教授陪同，黨智敏教授參觀了材料學(xué)院量子點(diǎn)發(fā)光材料與器件研究實(shí)驗(yàn)室及低維量子結(jié)構(gòu)與器件工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，并特別關(guān)注了實(shí)驗(yàn)室所發(fā)展的鈣鈦礦光學(xué)膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

主講嘉賓簡(jiǎn)介：

　　胡斌，美國(guó)田納西大學(xué)材料科學(xué)與工程系的終身教授和博士導(dǎo)師，同時(shí)兼任美國(guó)能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的客座研究員，臺(tái)灣成功大學(xué)的客座教授。主要研究方向包括：有機(jī)自旋光電子學(xué)、鹵化物鈣鈦礦及有機(jī)太陽(yáng)能電池和高分子熱電轉(zhuǎn)換、激發(fā)態(tài)和電荷相干行為。在Nature Materials, Nature Communications, Advanced Materials, Advanced Energy Materials, Advanced Functional Materials, JACS, ACS Nano, Nano Energy, Small, Scientific Report 上發(fā)表了一系列很有影響力的文章。目前在有機(jī)光電子學(xué)、有機(jī)自旋光電子學(xué)、鈣鈦礦光伏-發(fā)光-激光研究方面共發(fā)表論文160多篇，他引次數(shù)超過(guò)5000。