Las perovskitas bidimensionales (2D) son múltiples estructuras de pozos cuánticos (QW) formadas por capas inorgánicas y orgánicas alternas. Son prometedores en aplicaciones de células solares, LEDs, y fotodetectores.

Sin embargo, debido a la barrera de energía ejercida por los ligandos orgánicos aislantes entre QWs, los excitones fotogenerados suelen estar confinados en el plano QW de perovskita y exhiben un transporte de portador entre capas (QW-a-QW) deficiente. Esto limita la aplicación adicional de perovskitas 2D en dispositivos optoelectrónicos.

Recientemente, un grupo de investigación dirigido por el profesor Jin Shengye del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China (CAS) reveló un nuevo mecanismo de transferencia de electrones entre capas asistida por Auger en perovskitas en capas bidimensionales. Ofrece una nueva guía para diseñar perovskitas 2D con una propiedad de transporte de carga QW a QW ópticamente sintonizable.

Este trabajo fue publicado en Revista de la Sociedad Química Estadounidense el 18 de marzo.

Los científicos llevaron a cabo experimentos de absorción transitoria dependientes de la intensidad de la bomba en una serie de (C _metro H _{2m + 1} NUEVA HAMPSHIRE ₃ ) 2PbI ₄ Perovskitas en capas 2D con diferentes longitudes de cadena de alquilo de ligando (m =8, 10, 12, 18).

Una cadena de ligando más larga (m más grande) condujo a una mayor energía de banda prohibida de QW (Eg) así como a una barrera de energía más baja (Eb) de transferencia de electrones entre las capas. Cuando m≥12, donde el valor de Eb se aproxima a Eg, Se observó una característica de larga duración y de tipo derivado en los espectros de absorción transitoria (TA). La característica espectral TA similar no se presentó en perovskitas 2D de cadena corta con m≤12.

Los científicos propusieron un nuevo mecanismo de transferencia de electrones QW a QW asistido por Auger para explicar los resultados experimentales. Cuando Eg ≈ Eb, la recombinación Auger de un excitón podría bombear el electrón en otro excitón para transferirlo hacia un QW vecino a través de los ligandos de barrera. Los electrones y huecos separados formaron un campo eléctrico interno y provocaron la característica espectral transitoria de tipo derivado a través de un efecto Stark confinado cuántico.

Este mecanismo de transferencia de electrones asistido por Auger se puede utilizar para diseñar nuevas perovskitas 2D en capas con movilidad de carga entre capas mejorada o propiedades ópticas sintonizables. que finalmente se puede utilizar en dispositivos de modulación óptica y fotoelectrónica.