Cambios de transmisión transitorios representativos de THz, ΔT / T, de HA2PbI4 (n =6) para diferentes fluencias de excitación (λpump =400 nm). Los símbolos representan datos experimentales, mientras que las líneas continuas se ajustan a los datos utilizando una función biexponencial. b Movilidad efectiva del portador de carga a lo largo del plano de la película (φμi) determinada por OPTPS con la fluencia de la bomba de 25,6 μJ cm − 2. c Movilidad del portador de carga fuera del plano (μo) determinada por el análisis de Mott-Gurney de las curvas de datos I-V. El recuadro muestra una imagen de los dispositivos / películas. d Esquema de las curvas de energía potencial adiabática del estado fundamental (G), estado de excitón libre (FE), estado de portador libre (FC), y varios estados excitados auto-atrapados (STEs). La línea punteada vertical muestra posibles procesos de desintegración no radiativa de la FE y las STEs. De:El trastorno conformacional de los cationes orgánicos sintoniza la movilidad del portador de carga en perovskitas orgánicas-inorgánicas bidimensionales.
Las perovskitas híbridas orgánico-inorgánicas (OIHPs) tienen una aplicación múltiple en células solares, diodos emisores de luz (LED), transistores de efecto de campo (FET) y fotodetectores. Entre los parámetros que valoran la eficiencia de conversión de energía (PCE) de dispositivos basados en materiales de perovskita, la movilidad de los transportistas captura sin duda un gran peso.
Aunque los investigadores han logrado avances masivos al introducir nuevos componentes en la estructura para controlar la movilidad de los transportistas, aún se desconoce la comprensión a nivel de átomo acerca de cómo el componente afecta el rendimiento.
Para resolver el problema, El equipo de investigación dirigido por el Prof. Luo Yi y el Prof. Ye Shuji de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de la Academia de Ciencias de China (CAS) sintetizó una serie de películas OHIP 2-D con grandes cationes espaciadores orgánicos.
Por una secuencia de medidas, incluida la espectroscopia vibratoria de generación de frecuencia suma (SFG-VS), espectroscopia de sonda de terahercios con bomba óptica (OPTPS), mediciones de voltaje actual (I-V), espectroscopia PL dependiente de la temperatura y mediciones de difracción de rayos X (XRD), los investigadores encontraron la correlación entre la conformación de los cationes orgánicos, la movilidad del portador de carga y la emisión de banda ancha.
La movilidad y la emisión de banda ancha mostraron una fuerte dependencia del orden conformacional molecular de los cationes orgánicos. El defecto torpe y la distorsión de la cadena local de los cationes orgánicos son el origen estructural de la reducción de la movilidad en el plano y la emisión amplia en las películas 2-D OIHP. La distancia entre capas y el orden conformacional de los cationes orgánicos co-regulan la movilidad fuera del plano.
El resultado fue publicado en Comunicaciones de la naturaleza el 30 de octubre.
Este trabajo proporciona una comprensión física del importante papel de la conformación de cationes orgánicos en la optimización de las propiedades optoelectrónicas de los OIHP 2-D, revelando la relación estructura-propiedad en la investigación de perovskita a nivel molecular.
