Fotoinduceret stor polarontransport og dynamik i organisk-uorganisk hybrid blyhalogenidperovskit

Organisk-uorganiske hybridmetalhalogenidperovskiter (MHP'er) har tiltrukket sig enorm opmærksomhed for optoelektroniske applikationer. For eksempel er omkostningseffektive solceller, solid-state belysning, memristorer og ultrahurtige spin-kontakter i spintronics for nylig blevet designet ved hjælp af MHP'er. På trods af løftet om materialet er der stadig mange spørgsmål vedrørende arten og mobiliteten af ​​ladningsbærere i MHP'er, som kræver yderligere forståelse.

Forskere fra University of Shanghai for Science and Technology, i samarbejde med Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Shanghai University, Shanghai Institute of Technical Physics, Shanghai Jiao Tong University og Lomonosov Moscow State University, rapporterer nu fotoinduceret transport og dynamik af store polaroner i organisk-uorganisk hybrid blyhalogenidperovskit med terahertz-prober.

Forskerne identificerer eksperimentelt fotobærere-optiske fononkoblinger i CH₃ NH₃ PbI₃ (MAPbI₃ ) polykrystallinske korn ved at bruge optisk pumpe og terahertz-elektromagnetisk probespektroskopi. Den fotoinducerede ladningsbærer danner sammen med den omgivende gitterforvrængning over flere gitterkonstanter en kvasipartikel - en polaron. Ved hjælp af Drude-Smith-Lorentz-modellen sammen med Frӧhlich-typen elektron-fonon-kobling bestemmer forskerne den effektive masse og spredningsparametre for fotogenererede polaroniske bærere. Ifølge polaronmasseforøgelsen, materialets polykrystallinske natur og tilstedeværelsen af ​​defekter, beregnes den store polaronmobilitet i størrelsesordenen ~80 cm ² V ⁻¹ s ⁻¹ .

Desuden afslører forskerne, at dannelsen af ​​store polaroner i MAPbI₃ beskytter ladningsbærerne mod spredning med polykrystallinske korngrænser eller defekter og forklarer fotokonduktivitetens lange levetid. Resultaterne giver indsigt i ladningsbærernes polaroniske natur i MAPbI₃ materialer, som er relevante for både grundlæggende forskning og enhedsapplikationer. Resultaterne er publiceret i tidsskriftet Light:Science &Applications . + Udforsk yderligere

Lyser på dynamik i ophidset tilstand i perovskitmaterialer