연구원들은 XNUMX차원 페로브스카이트에서 효율적인 상향변환 메커니즘을 밝힙니다.

연구원들은 XNUMX차원 페로브스카이트에서 효율적인 상향변환 메커니즘을 밝힙니다.

타임 스탬프 : 9 년 2023 월 2 일 오후 44:XNUMX
소스 노드 : 2317803
09년 2023월 XNUMX일(나노 워크 뉴스) 최근 중국과학원(CAS) 산하 국립나노과학기술센터(NCNST) LIU Xinfeng 교수 연구팀은 준2차원에서 효율적인 포논 보조 상향변환 발광을 보고했다. 페 로브 스카이 트 시스템.

주요 요점

  • 연구원들은 준2차원 페로브스카이트 시스템에서 효율적인 포논 보조 상향변환 발광을 공개했습니다.
  • 팀은 약 1.2ps의 포논 활동 시간과 200meV 이상의 반스토크스 이동 에너지를 확인했는데, 이는 강한 격자 변동으로 인해 높은 상향 변환 에너지 이득이 발생하는 것으로 나타났습니다.
  • 이 연구는 준 2D 페로브스카이트의 효율적인 상향 변환에서 격자 변형 및 동적 폴라론의 역할을 강조하여 전자-포논 결합 및 고효율 상향 변환을 위한 잠재적 설계 전략에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.

    • 연구

    이 연구는 년에 출판되었다 과학의 발전 ("최대 220meV의 반스토크스 이동을 사용하여 XNUMX차원 페로브스카이트에서 효율적인 상향 변환 메커니즘을 밝힙니다."). 페로브스카이트의 에너지 다이어그램 및 상향 변환 역학의 개략도 페로브스카이트의 에너지 다이어그램 및 상향 변환 역학의 개략도. (이미지: LIU Xinfeng 외. 알) 광자 상향변환은 방출된 광자 에너지가 흡수된 광자 에너지보다 더 큰 물리적 과정입니다. 상향 변환은 다광자 비선형 흡수, 유기 분자의 삼중항-삼중항 소멸, 희토류 금속 도핑 재료의 에너지 전달, 열 보조 광자 흡수 등 다양한 방법을 통해 달성할 수 있습니다. 그중에서도 포논을 이용한 상향 변환은 고체 레이저 냉각의 이론적이고 실험적인 기초입니다. 그러나 포논이 어떻게 반스토크스 상향변환 과정에 관여하고 상향변환 효율과 에너지 이득을 향상시키는지는 오랫동안 이 분야의 주요 과학적 질문이었습니다. 이전 연구에서 LIU 그룹과 동료들은 전자-포논의 강한 결합을 향상시키기 위해 나노 규모의 초격자 구조를 구축하여 자체 트랩 상태 방출을 실현했으며 "유기"- "무기" 연성 격자 구조가 전자-포논 강한 결합 효과 연구를 위한 플랫폼입니다. 이를 바탕으로 본 연구에서 연구진은 연성 격자와 저차원성을 결합하여 유기-무기 연성 격자의 준2차원 페로브스카이트 시스템에서 효율적인 포논 보조 상향변환 발광을 달성했습니다. 그들은 약 1.2ps의 포논 활동 시간과 200meV 이상의 반스토크스 이동 에너지를 발견했습니다. 더욱이, 팀은 고전적인 상향변환 이론의 포논 흡수 그림과 달리 높은 상향변환 에너지 이득의 원인을 강한 격자 변동에 돌릴 것을 제안했습니다. 또한, 연구팀은 효율적인 상향변환 초고속 공정을 설명하기 위해 미세한 과도 흡수 측정과 밀도 범함수 이론 계산을 수행했습니다. ps 시간 규모에서 유기 양이온의 움직임은 전체 격자를 변형시켜 포논 재정규화된 전자/여기자 에너지의 급격한 변화를 초래합니다. 이는 저에너지 여기자가 방사적으로 재결합할 수 있는 준평형 상태(자유 여기자)에 도달하기에 충분한 에너지를 제공합니다. 따라서 준 2D 페로브스카이트의 효율적인 상향 변환은 섭동 이론에서 특정 포논 모드의 흡수에 직접적으로 기인하지 않습니다. 대신, 이는 전체 격자의 현저한 열 구동 변형 또는 대안적으로 동적 폴라론의 형성과 관련된 전자 에너지의 변경으로 인해 발생합니다. 격자 변형과의 강한 비교란 상호작용으로 인해 실온에서 약 ±180meV에 도달하는 밴드 에너지 변동은 기존 반도체에서는 달성할 수 없는 놀라운 상향 변환 에너지 이득을 허용합니다. “우리 연구는 상향 변환에서 칼코겐화물 포논이 참여하는 시간 규모를 명확히 하고, 전자-포논 결합 메커니즘에 대한 이해를 심화시키며, 고효율 상향 변환 설계에 대한 새로운 관점을 제공합니다.”라고 교수는 말했습니다.

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