ஒளித் தூண்டப்பட்ட பெரிய போலரான் இடமாற்றம் மற்றும் இயக்கவியல்

கலப்பு கரிம ஆர்கானிக்-கனிம உலோக ஹாலைடு பெரோவ்க்சைட்டுகள் (MHPs-metal halide perovskites) ஒளி மின்னணு பயன்பாடுகளில் பெரும் கவனத்தை ஈர்க்கின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, குறைந்த விலை சூரிய மின்கலங்கள், திட-நிலை விளக்குகள், மெமரிஸ்டர் மற்றும் அல்ட்ராஃபாஸ்ட் ஸ்பின் சுவிட்ச் தொழில்நுட்பங்கள் சமீபத்தில் MHP தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. பொருட்களின் உறுதிமொழி இருந்தபோதிலும், அவற்றின் இயல்பு மற்றும் இயக்கம் குறித்து மேலும் புரிந்து கொள்ள வேண்டும்.

அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்திற்கான ஷாங்காய் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள், Qingdao இன்ஸ்டிட்யூட் ஆஃப் பயோஎனெர்ஜி மற்றும் பயோ பிராசஸ் டெக்னாலஜி, ஷாங்காய் பல்கலைக்கழகம், ஷாங்காய் இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் டெக்னிக்கல் பிசிக்ஸ், ஷாங்காய் ஜியாவ் டோங் பல்கலைக்கழகம் மற்றும் லோமோனோசோவ் மாஸ்கோ மாநில பல்கலைக்கழகம் ஆகியவற்றுடன் இணைந்து, இப்போது புகைப்படம் தூண்டப்பட்ட பெரிய துருவ இடமாற்றம் டெராஹெர்ட்ஸ் ஆய்வுகளுடன் கூடிய கரிம-கனிம கலப்பின ஈயம் ஹாலைடு பெரோவ்ஸ்கைட்டில் உள்ளன.

ஒளியியல்-பம்ப் மற்றும் டெராஹெர்ட்ஸ்-மின்காந்த ஆய்வு நிறமாலையைப் பயன்படுத்தி, CH₃NH₃PbI₃ (MAPbI₃) பாலிகிரிஸ்டலின் தானியங்களில் உள்ள ஒளிச்சேர்க்கைகள்-ஒளியியல் ஃபோனான் இணைப்பை ஆராய்ச்சியாளர்கள் சோதனை முறையில் அடையாளம் கண்டுள்ளனர். ஒளிச்சேர்க்கை கேரியர் மற்றும் பல அணிக்கோவை அளவுகளில் சுற்றியுள்ள அணிக்கோவை சிதைவுடன் ஒரு அரை-துகள்களை ஒரு போலரான் உருவாக்குகிறது. ஃப்ரோஹ்லிச் வகை எலக்ட்ரான்-ஃபோனான் இணைப்புகளுடன் ட்ரூட்-ஸ்மித் லோரென்ட்ஸ் மாதிரியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஃபோட்டோஜெனட்டட் போலரான்களின் பயனுள்ள நிறை மற்றும் சிதறல் அளவுருக்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் தீர்மானித்தனர். போலரான் நிறை விரிவாக்கம், பொருளின் பாலிகிரிஸ்டலின் தன்மை மற்றும் குறைபாடுகளின் இருப்பு ஆகியவற்றின் படி, பெரிய போலரான் இயக்கம் ~80 cm²V⁻¹s⁻¹ வரிசையில் கணக்கிடப்படுகிறது.

மேலும், MAPbI₃-இல் உள்ள பெரிய போலரான்களின் உருவாக்கம், பாலிகிரிஸ்டலின் தானிய எல்லைகள் அல்லது குறைபாடுகளுடன் சிதறாமல் சார்ஜ் கேரியர்களைப் பாதுகாக்கிறது மற்றும் ஒளிக்கடத்தியின் நீண்ட ஆயுளை விளக்குகிறது என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் வெளிப்படுத்துகின்றனர். இந்த கண்டுபிடிப்புகள் MAPbI₃ மெட்டீரியல்களில் சார்ஜ் கேரியர்களின் பொலரோனிக் தன்மை பற்றிய நுண்ணறிவுகளை வழங்குகின்றன, இது அடிப்படை ஆராய்ச்சிகள் மற்றும் சாதன பயன்பாடுகள் ஆகிய இரண்டிற்கும் பொருந்தும். முடிவுகள் ஒளி: அறிவியல் & பயன்பாடுகள் இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளன.

References:

• Jin, Z., Peng, Y., Fang, Y., Ye, Z., Fan, Z., Liu, Z., & Zhuang, S. (2022). Photoinduced large polaron transport and dynamics in organic–inorganic hybrid lead halide perovskite with terahertz probes. Light: Science & Applications, 11(1), 1-12.
• Zhang, W., Eperon, G. E., & Snaith, H. J. (2016). Metal halide perovskites for energy applications. Nature Energy, 1(6), 1-8.
• Stranks, S. D., & Snaith, H. J. (2015). Metal-halide perovskites for photovoltaic and light-emitting devices. Nature nanotechnology, 10(5), 391-402.
• Manser, J. S., Christians, J. A., & Kamat, P. V. (2016). Intriguing optoelectronic properties of metal halide perovskites. Chemical reviews, 116(21), 12956-13008.
• Liu, X. K., Xu, W., Bai, S., Jin, Y., Wang, J., Friend, R. H., & Gao, F. (2021). Metal halide perovskites for light-emitting diodes. Nature Materials, 20(1), 10-21.