El portador de carga fotoexcitado está "vestido" por la distorsión de la red local, que se revela mediante mediciones de conductividad ultrarrápidas utilizando transitorios de terahercios. Crédito:Zuanming Jin y otros.
Las perovskitas de halogenuros metálicos híbridos orgánico-inorgánicos (MHP) han atraído una enorme atención para las aplicaciones optoelectrónicas. Por ejemplo, recientemente se han diseñado células solares rentables, iluminación de estado sólido, memristores e interruptores de espín ultrarrápidos en espintrónica utilizando MHP. A pesar de la promesa del material, quedan muchas preguntas sobre la naturaleza y la movilidad de los portadores de carga en los MHP, que requieren una mayor comprensión.
Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shanghái, en colaboración con el instituto Qingdao de bioenergía y tecnología de bioprocesos, la Universidad de Shanghái, el Instituto de Física Técnica de Shanghái, la Universidad Jiao Tong de Shanghái y la Universidad Estatal Lomonosov de Moscú, ahora informan sobre el transporte y la dinámica de polarones grandes fotoinducidos en perovskita de haluro de plomo híbrido orgánico-inorgánico con sondas de terahercios.
Los investigadores identifican experimentalmente el acoplamiento fotoportadores-fonón óptico en CH3 NH3 PbI3 (MAPbI3 ) granos policristalinos, mediante el uso de espectroscopía de bomba óptica y sonda electromagnética de terahercios. El portador de carga fotoinducido, junto con la distorsión de red que lo rodea sobre varias constantes de red, forma una cuasipartícula:un polarón. Usando el modelo Drude-Smith-Lorentz junto con el acoplamiento de fonón-electrón de tipo Frӧhlich, los investigadores determinan la masa efectiva y los parámetros de dispersión de los portadores polarónicos fotogenerados. De acuerdo con el aumento de masa del polarón, la naturaleza policristalina del material y la presencia de defectos, la gran movilidad del polarón se calcula en el orden de ~80 cm 2 V −1 s −1 .
Además, los investigadores revelan que la formación de grandes polarones en MAPbI3 protege a los portadores de carga de la dispersión con límites de grano policristalino o defectos y explica la larga vida útil de la fotoconductividad. Los hallazgos brindan información sobre la naturaleza polarónica de los portadores de carga en MAPbI3 materiales, que es relevante tanto para investigaciones fundamentales como para aplicaciones de dispositivos. Los resultados se publican en la revista Light:Science &Applications . Luz brillante sobre la dinámica del estado excitado en materiales de perovskita
