Representativa övergående THz -överföringsändringar, ΔT/T, av HA2PbI4 (n =6) för olika excitationsfluenser (λpump =400 nm). Symboler representerar experimentella data medan heldragna linjer passar data med hjälp av biexponential -funktion. b Effektiv laddningsbärarmobilitet längs filmplanet (φμi) bestämt av OPTPS med pumpflödet på 25,6 μJ cm − 2. c Laddningsbärarmobilitet utanför planet (μo) bestämd av Mott – Gurney-analys av I – V-datakurvorna. Insatsen visar en bild av enheterna/filmerna. d Schematisk av de adiabatiska potentiella energikurvorna i marktillståndet (G), Free-exciton state (FE), fritt bärande tillstånd (FC), och olika självinstängda upphetsade tillstånd (STE). Den vertikala streckade linjen visar möjliga icke -strålande sönderfallsprocesser för FE och STE. Från:Konformationsstörning av organiska katjoner stämmer laddningsbärarens rörlighet i tvådimensionella organiska-oorganiska perovskiter
De organiskt-oorganiska hybridperovskiterna (OIHP) har en multipel applikation på solceller, lysdioder (lysdioder), fälteffekttransistorer (FET) och fotodetektorer. Bland de parametrar som värderar effektomvandlingseffektiviteten (PCE) för enheter baserade på perovskitmaterial, transportörernas rörlighet fångar utan tvekan en hög vikt.
Även om forskare har gjort stora framsteg genom att införa nya komponenter i strukturen för att kontrollera transportörernas rörlighet, förståelsen på atomnivå om hur komponenten påverkar prestandan är fortfarande okänd.
För att lösa problemet, forskargruppen som leds av prof. Luo Yi och prof. Ye Shuji från University of Science and Technology of China (USTC) vid Chinese Academy of Sciences (CAS) syntetiserade en serie 2-D OHIP-filmer med stora organiska distanseringskatjoner.
Med en mätningssekvens, inklusive sumfrekvensgenererande vibrationsspektroskopi (SFG-VS), optisk-pump terahertz-sondspektroskopi (OPTPS), strömspänningsmätningar (I-V), temperaturberoende PL-spektroskopi och röntgendiffraktionsmätningar (XRD), forskarna fann korrelationen mellan de organiska katjonernas konformation, laddningsbärarens mobilitet och bredbandsemission.
Mobilitet och bredbandsemission visade starkt beroende av den molekylära konformationsordningen för organiska katjoner. Gauche-defekten och den lokala kedjeförvrängningen av organiska katjoner är det strukturella ursprunget för rörlighet i planet och breda utsläpp i 2-D OIHP-filmer. Mellanslagsavståndet och de organiska katjonernas konformationsordning samreglerar rörligheten utanför planet.
Resultatet publicerades i Naturkommunikation den 30 oktober.
Detta arbete ger en fysisk förståelse för den viktiga roll som organisk katjonkonformation spelar för att optimera optoelektroniska egenskaper hos 2-D OIHP, avslöja förhållandet struktur-egendom i perovskitforskningen på molekylär nivå.
