二维钙钛矿因其结构可调性和环境稳定性受到广泛关注，使其能够打破影响现有材料的性能瓶颈，成为各种应用的候选材料。然而，在二维钙钛矿中，有机间隔层和无机亚晶格之间复杂的相互作用使得结构分析仍然具有挑战性。迫切需要更深入的了解以实现高性能可调谐光电器件。
针对以上二维钙钛矿构效关系的限制，西安交通大学电子与信息学部电子科学与工程学院郗俊特聘研究员及其合作者采用静态和动态的结构描述符，报告了结构的变化（从恒定的晶格扭曲和可变的结构演变）如何影响宏观性质和最终的器件性能。静态结构特征能够被可视化作与应力相关的晶格畸变；动态结构主要包括原子的振动以及振动子和载流子的耦合过程。当不涉及到载流子的激发时，从晶格刚度和结构涨落讨论了二维钙钛矿的动态结构。其中晶格刚度是一种长程动态状态，它很大程度上依赖于无机框架在平面内的结构强度以及在平面外与间隔层的复杂相互作用。在短程内，结构涨落引起的局部非谐性受到热态和原子立体化学表达式的严重影响，从而控制晶格反转对称、声子模甚至载流子行为。另外，当考虑到激发态载流子和二维钙钛矿的软晶格，具有激发态极化晶格的极化子有望形成并对激发态载流子动力学产生显著影响。最后，针对二维钙钛矿的晶格特征和结构-性质的相互作用，我们回顾了最先进的电子器件，并提出了一些概念上的离子电子器件。
该项工作近期以《二维杂化钙钛矿：从静态和动态结构到潜在应用》（Two-dimensional Hybrid Perovskites: from Static and Dynamic Structures to Potential Applications）为题，发表于国际顶级期刊《先进材料》（Advanced Materials）。团队博士段佳宁为论文第一作者，西安交通大学郗俊特聘研究员为第一通讯作者，吴朝新教授作为共同通讯作者参与指导，西安交通大学为第一作者与通讯作者单位。此外，李璟睿特聘研究员、意大利技术学院Giorgio Divitini和Annamaria Petrozza博士也参与了该工作。
郗俊研究员团队长期研究低维钙钛矿光电器件，低维钙钛矿单晶以及材料微观结构-宏观性能内在联系等，近期有多项重要成果发表于《美国化学学会》（Journal of the American Chemical Society）、《先进材料》（Advanced Materials）、《ACS能源快报》（ACS Energy Letters）、《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）、《纳米能源》（Nano Energy）等国际顶级期刊。更多研究内容参见郗俊老师主页：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/xi_jun/home
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202403455
