Оптическая спектроскопия монокристаллов неорганического cвинцово-галогенидного перовскита CsPbBr3
Министерство науки и высшего образования РФ , Госзадание Института спектроскопии РАН, FFUU-2024-0004
Министерство науки и высшего образования РФ , Госзадание Института спектроскопии РАН, FFUU-2022-0003
Министерство науки и высшего образования РФ , Госзадание ИФП СО РАН, FWGW-2022-0006
Аникеева В.Е.
1,2, Болдырев Н.Ю.
1, Семенова О.И.
3, Болдырев К.Н.
1, Попова М.Н.
11Институт спектроскопии РАН, Троицк, Москва, Россия
2Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики", Москва, Россия
3Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия

Email: vanikeeva@hse.ru, nyubold@gmail.com, oisem@isp.nsc.ru, kn.boldyrev@gmail.com, popova@isan.troitsk.ru
Поступила в редакцию: 28 июня 2024 г.
В окончательной редакции: 28 июня 2024 г.
Принята к печати: 29 июля 2024 г.
Выставление онлайн: 25 октября 2024 г.
Представлены результаты исследования температурных зависимостей спектров люминесценции (3.6-120 K) при возбуждении светом с длиной волны 405 nm и бесконтактно измеренной фотопроводимости (3.6-300 K) монокристалла CsPbBr3. В низкотемпературном спектре фотолюминесценции (ФЛ), кроме линии автолокализованного экситона (2.318 eV при 10 K), наблюдаются богатая структура, возможно, относящаяся к экситонно-примесным комплексам, и широкая полоса с максимумом около 2.24 eV, которая может быть ФЛ примесных или дефектных центров. В спектре фотопроводимости (ФП) присутствуют два узких пика на частотах интенсивных экситонных линий ФЛ и широкий континуум, соответствующий зона-зонному поглощению. В то время как ФЛ тушится с повышением температуры, ФП растёт. На основании анализа температурных зависимостей интегральных интенсивностей экситонного пика в ФЛ и в ФП найдены энергии активации (12± 3 и 77± 10 meV) процессов, приводящих к распаду автолокализованного экситона, сопровождающемуся тушением ФЛ и появлением носителей заряда. Получена оценка энергии связи экситона в монокристалле CsPbBr3: E_b = 65± 13 meV. Ключевые слова: перовскиты, монокристалл CsPbBr3, оптическая спектроскопия, экситоны, фотолюминесценция, фотопроводимость.
- S. Parola, B. Julian-Lopez, L.D. Carlos, C. Sanchez. Adv. Funct. Mater., 26, 6506-6544 (2016). DOI: 10.1002/adfm.201602730
- A.K. Jena, A. Kulkarni, T. Miyasaka. Chem. Rev., 119 (5), 3036-3103 (2019). DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00539
- S. Ullah, J. Wang, P. Yang, L. Liu, S.-E. Yang, T. Xia, H. Guo, Y. Chen. Mater. Adv., 2, 646-683 (2021). DOI: 10.1039/d0ma00866d
- X. Li, Y. Wu, S. Zhang, B. Cai, Y. Gu, J. Song, H. Zeng. Adv. Funct. Mater., 26, 2435-2445 (2016). DOI: 10.1002/adfm.201600109
- R. Wang, Y. Zhang, F.-X. Yu, Y. Dong, Y.-L. Jia, X.-J. Ma, Q. Xu, Y. Deng, Z.-H. Xiong, Ch.-H. Gao. J. Lumin., 219, 116915 (2020). DOI: 10.1016/j.jlumin.2019.116915
- E. Oksenberg, E. Sanders, R. Popovitz-Biro, L. Houben, E. Joselevich. Nano Lett., 18 (1), 424-433 (2018). DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b04310
- Z. Liu, Q. Shang, C. Li, L. Zhao, Y. Gao, Q. Li, J. Chen, S. Zhang, X. Liu, Y. Fu, Q. Zhang. Appl. Phys. Lett., 114, 101902 (2019). DOI: 10.1063/1.5082759
- К.А. Дроздов, И.В. Крылов, А.С. Чижов, М.Н. Румянцева, Л.И. Pябова, Д.Р. Хохлов. ФТП, 7, 763 (2018) DOI: 10.21883/FTP.2018.07.46049.8788
- O. Antonyak, R. Gamernyk, T. Demkiv, T. Malyi, Ya. Chornodolskyy. J. Lumin., 263, 120030 (2023). DOI: 10.1016/j.jlumin.2023.120030
- B.P. Reddy, B.J. Babu, S. Sreedhar, C.K. Basha, Y. Suh, M.Ch. Sekhar, S.-H. Park. Heliyon, 10 (2), E24497 (2024). DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e24497
- B. Abasht, S.Kh. Asl, H. Aghajani, A. Asgari. Ceramics International, 50 (12), 22050-22059 (2024). DOI: 10.1016/j.ceramint.2024.03.319
- L. Su. J. Mat. Sci. Tech., 187, 113-122 (2024). DOI: 10.1016/j.jmst.2024.01.003
- V.M. Agranovich, D.M. Basko, G.C. La Rocca, F. Bassani. J. Phys.: Condens. Matter., 10, 9369-9400 (1998). DOI: 10.1088/0953-8984/10/42/005
- N. Ashurov, B.L. Oksengendler, S. Maksimov, S. Rashiodva, A.R. Ishteev, D.S. Saranin, I.N. Burmistrov, D.V. Kuznetsov, A.A. Zakhisov. Modern Electronic Mater., 3 (1), 1-25 (2017). DOI: 10.1016/j.moem.2017.05.001
- J. Peng, C.Q. Xia, Y.Xu, R. Li, L. Cui, J.K. Clegg, L.M. Herz, M.B. Johnston, Q. Lin. Nat. Commun., 12, 1531 (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-21805-0
- V.E. Anikeeva, K.N. Boldyrev, O.I. Semenova, T.S. Sukhikh, M.N. Popova. Opt. Mat.: X, 20, 100259 (2023). DOI: 10.1016/j.omx.2023.100259
- S. Liu, A.R. DeFilippo, M. Balasubramanian, Z. Liu, S.G. Wang, Y.-S. Chen, S. Chariton, V. Prakapenka, X. Luo, L. Zhao, J.S. Martin, Y. Lin, Y. Yan, S.K. Ghose, T.A. Tyson. Adv. Sci., 8 (18), 2003046 (2021). DOI: 10.1002/advs.202003046
- V.V. Belykh, D.R. Yakovlev, M.M. Glazov, P.S. Grigoryev, M. Hussain, J. Rautert, D.N. Dirin, M.V. Kovalenko, M. Bayer. Nat. Commun., 10, 673 (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-08625-z
- M.P. Mamaeva, M. Androulidaki, V. Spanou, N.M. Kireev, N.T. Pelekanos, Y.V. Kapitonov, C. Stoumpos. J. Phys. Chem. C, 127 (46), 22784-22789 (2023) DOI: 10.1021/acs.jpcc.3c05829
- V.I. Yudin, M.S. Lozhkin, A.V. Shurukhina, A.V. Emeline, Y.V. Kapitonov. J. Phys. Chem. C, 123 (34), 21130-21134 (2019). DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b04267
- Z. Zhao, M. Zhong, W. Zhou, Y. Peng, Y. Yin, D. Tang, B. Zou. J. Phys. Chem. C, 123 (41), 25349-25358 (2019). DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b06643
- J.A. Steele, P. Puech, B. Monserrat, B. Wu, R.X. Yang, T. Kirchartz, H. Yuan, G. Fleury, D. Giovanni, E. Fron, M. Keshavarz, E. Debroye, G. Zhou, T.Ch. Sum, A. Walsh, J. Hofkens, M.B.J. Roeffaers. ACS Energy Lett., 4 (9), 2205-2212 (2019). DOI: 10.1021/acsenergylett.9b01427
- M. Isarov, L.Z. Tan, M.I. Bodnarchuk, M.V. Kovalenko, A.M. Rappe, E. Lifshitz. Nano Lett., 17 (8), 5020-5026 (2017). DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b02248
- L.-I. Bulyk, T. Demkiv, O. Antonyak, Y.M. Chornodolskyy, R. Gamernyk, A. Suchocki, A. Voloshinovskii. Dalton Trans., 52, 16712-16719 (2023). DOI: 10.1039/D3DT02647G
- B. Wu, H. Yuan, Q. Xu, J.A. Steele, D. Giovanni, P. Puech, J. Fu, Y.F. Ng, N.F. Jamaludin, A. Solanki, S. Mhaisalkar, N. Mathews, M.B.J. Roeffaers, M. Gratzel, J. Hofkens, T.Ch. Sum. Nat. Commun., 10, 484 (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-08326-7
- M. Dendebera, Ya. Chornodolskyy, R. Gamernyk, O. Antonyak, I. Pashuk, S. Myagkota, I. Gnilitskyi, V. Pankratov, V. Vistovskyy, V. Mykhaylyk, M. Grinberg, A. Voloshinovskii. J. Lumin., 225, 117346 (2020). DOI: 10.1016/j.jlumin.2020.117346
- K. Wei, Z. Xu, R. Chen, X. Zheng, X. Cheng, T. Jiang. Opt. Lett., 41 (16), 3821-3824 (2016). DOI: 10.1364/OL.41.003821
- G. Mannino, I. Deretzis, E. Smecca, A. La Magna, A. Alberti, D. Ceratti, D. Cahen. J. Phys. Chem. Lett., 11 (7), 2490-2496 (2020). DOI: 10.1021/acs.jpclett.0c00295
- Y. Yuan, M. Chen, S. Yang, X. Shen, Y. Liu, D. Cao. J. Lumin., 226, 117471 (2020). DOI: 10.1016/j.jlumin.2020.117471
- D. Bimberg, M. Sondergeld, E. Grobe. Phys. Rev. B, 4, 3451-3455 (1971). DOI: 10.1103/PhysRevB.4.3451
- A. Dey, P. Rathod, D. Kabra. Adv. Opt. Mater., 6, 1800109 (2018). DOI: 10.1002/adom.201800109
- L. Protesescu, S. Yakunin, M.I. Bodnarchuk, F. Krieg, R. Caputo, C.H. Hendon, R.X. Yang, A. Walsh, M.V. Kovalenko. Nano Lett., 15 (6), 3692-3696 (2015). DOI: 10.1021/nl5048779
- C. Wolf, T.-W. Lee. Materials Today Energy, 7, 199-207 (2018). DOI: 10.1016/j.mtener.2017.09.010
- J. Xu, S. Yu, X. Shang, X. Chen. Adv. Photonics Res., 4, 2200193 (2023). DOI: 10.1002/adpr.202200193
- S.G. Motti, F. Krieg, A.J. Ramadan, J.B. Patel, H.J. Snaith, M.V. Kovalenko, M.B. Johnston, L.M. Herz. Adv. Funct. Mater., 30, 1909904 (2020). DOI: 10.1002/adfm.201909904
- X. Shen, M. Chen, L. Shi, F. Chen, Y. Liu, D. Cao, C. Xu. Opt. Commun., 453, 124354 (2019). DOI: 10.1016/j.optcom.2019.124354
- B.R.C. Vale, E. Socie, A. Burgos-Caminal, J. Bettini, M.A. Schiavon, J.-E. Moser. J. Phys. Chem. Lett., 11 (2), 387-394 (2020). DOI: 10.1021/acs.jpclett.9b03282
- [Электронный ресурс]. URL:https://ckp-rf.ru/catalog/usu/508571/
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.