無機鉛鹵化鈣鈦礦半導體由于量子產率高、吸收截面大、載流子輸運性能好、發射窄帶等優點，在太陽能電池、led、激光器件等方面的應用日益受到關注。了解無機鉛鹵化鈣鈦礦帶隙溫度依賴性的物理成因是至關重要的。

中國科學院福建物質結構研究所(FJIRSM)陳學元教授領導的研究小組在《高等科學》雜志上發表的一項研究中發現，CsPbBr3鈣鈦礦帶隙的溫度依賴性隨材料維數的變化而變化。

研究人員對具有弱量子約束的準三維塊狀CsPbBr3納米晶體(NCs)和具有強量子約束的2D2-單分子層厚CsPbBr3納米片(2-MLNPLs)的溫度依賴性能帶進行了對比研究。

為了更準確地確定帶隙位移，研究人員通過將帶邊附近的吸收系數擬合到Elliot模型中，精心提取了帶隙能量。提取的CsPbBr32-MLNPLs的禁帶值在290~10K溫度下降時呈現出初始藍移然后紅移的趨勢，這與CsPbBr3體積類NCs的單調紅移形成鮮明對比。

從理論角度看，帶隙重正化本質上源于晶格熱膨脹和電子-聲子相互作用。然而，對于大量的半導體材料，特別是鉛基化合物，熱膨脹對能帶重正化的貢獻沒有被考慮，因為熱膨脹對能帶重正化的貢獻相對于電子-聲子相互作用的貢獻較小。

由于二維CsPbBr32-MLNPLs在厚度方向上的斷裂平移周期性，電子和聲子結構以及由此產生的電子-聲子相互作用的能帶重正化傾向于相對于準三維CsPbBr3NCs發生顯著變化。CsPbBr32-MLNPLs表面有機配體的強量子約束效應和低介電常數降低的介質屏蔽也影響了電子-聲子相互作用。

研究人員采用玻色-愛因斯坦雙振子模型，通過擬合帶隙作為溫度的函數來確定有效的電子-聲子相互作用系數。結果表明，電子-光聲子相互作用對NPLs能帶重正化的貢獻權重明顯大于NCs對能帶藍移紅移交叉的貢獻權重。

本研究為二維無機鉛鹵化物鈣鈦礦帶隙重正化過程中電子-聲子相互作用的關鍵作用提供了新的見解，為進一步研究二維鈣鈦礦納米材料的光學和光電性能奠定了基礎。