Nat. Nanotechnol. ：卤化物钙钛矿纳米畴超晶格中的皮秒量子瞬态

卤化物钙钛矿优异的光电性能使其适用于光电器件及新兴量子发射应用。近年来，钙钛矿纳米材料的进展使得发光衰减时间可低于100皮秒，激发了人们对更快速辐射过程的探索，而这此前仅能在昂贵的III-V族外延材料中实现。

本文剑桥大学Samuel D. Stranks等人在通过可扩展溶液法或气相法生长的块体甲脒碘化铅薄膜中，于低温下发现了时间尺度约为2皮秒的超快量子瞬态过程。通过结合超快光谱、光学与电子显微镜的多模态策略，我们揭示了这些瞬态源自纳米畴超晶格中的量子隧穿效应。该瞬态衰减过程表现为光致发光，其光谱与光吸收态高度匹配，并在低温下展现出<2 nm的超窄线宽。

发射与结构的局域关联分析表明，该纳米畴超晶格由交替排列的角共享与面共享八面体有序层构成。这一发现开启了利用本征量子特性的新应用，并为量子研究提供了强大的多模态方法。

研究亮点：

1. 发现皮秒级量子瞬态过程：
   在块体FAPbI₃薄膜中观测到约2皮秒的超快量子衰减过程，源于纳米畴超晶格中的量子隧穿，为钙钛矿在超快量子器件中的应用奠定基础。

2. 多模态关联揭示结构起源：
   结合超快光谱与扫描电子衍射，首次将量子发射与[111]方向纳米孪晶结构关联，证实其由角共享与面共享八面体交替层构成，形成类Kronig-Penney量子超晶格。

3. 超窄线宽与无斯托克斯位移的量子发射：
   低温下量子发射点展现出<2 nm的超窄线宽，且吸收与发射峰位完全对齐，无斯托克斯位移，凸显其量子限域特性与孤立发射特征。

Guo, D., Selby, T.A., Kahmann, S. et al.Picosecond quantum transients in halide perovskite nanodomain superlattices. Nat. Nanotechnol.(2025).

https://doi.org/10.1038/s41565-025-02036-6

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