Halide Perovskites

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Annihilation d’excitons dans les pérovskites hybrides 2D

par mkepenek -

Les pérovskites hybrides 2D sont particulièrement prometteuses pour leurs applications en photovoltaïque et éclairage. Dans cette étude, des chercheurs du Laboratoire Aimé Cotton (Univ. Paris-Saclay/ENS Paris-Saclay/CNRS), de l’institut FOTON (CNRS/INSA Rennes/Univ. Rennes 1) et du Groupe d’Etude de la Matière Condensée (UVSQ/ CNRS) ont étudié les effets à plusieurs corps et en particulier, le phénomène d’annihilation d’excitons, dans la famille de Ruddlesden-Popper des pérovskites hybrides 2D, de formule (C6H5C2H4NH3)2(CH3NH3)n-1PbnI3n+1 avec n=1, 2, 3 et 4. Le nombre n correspond ici au nombre de feuillets de pérovskite, séparés par de larges cations organiques. Le degré de confinement et les propriétés optoélectroniques peuvent être ainsi modulés. La dynamique de recombinaison des excitons a été étudiée en photoluminescence résolue en temps, dans une large gamme de densités d’excitation. Quand n augmente, une fraction croissante de porteurs libres hors équilibres est identifiée sur une échelle picoseconde, juste après photoexcitation dans le continuum. Les déclins sont ensuite non-exponentiels et dépendent fortement de la fluence. A faible densité d’excitation, une composante sub-nanoseconde associée à la recombinaison assistée par les défauts est mise en évidence. A forte densité d’excitation, une saturation des défauts est observée et la dynamique est alors dominée par le phénomène d’annihilation d’excitons. Un modèle de recombinaison basé sur ce processus reproduit fidèlement les résultats.

  • Exciton–Exciton Annihilation in Two-Dimensional Halide Perovskites at Room Temperature
    G. Delport, G. Chehade, F. Lédée, H. Diab, C. Milesi-Brault, G. Trippé Allard, J. Even, J.-S. Lauret, E. Deleporte, D. Garrot
    J. Phys. Chem. Lett. 2019, 10, 5153-5159