ペロブスカイトナノ結晶での効率的なオーガープロセスを通じてフォノンボトルネックを壊す

ホットフォノンボトルネックは、ペロブスカイトで激しい調査を受けています。ペロブスカイトのナノ結晶の場合、ホットフォノンボトルネックと量子フォノンボトルネックがある場合があります。それらは広く存在すると想定されていますが、両方の形の潜在的なフォノンボトルネックを破ることの証拠が高まっています。ここでは、状態分解ポンプ/プローブ分光法（SRPP）と時間分解フォトルミネッセンス分光法（T-PL）を実行して、CSPBBR3およびFAPBBR3のバルク様15 nMナノクリスタルのモデルシステムでホットエキサイト緩和ダイナミクスを解き、FAがFAを形成します。。SRPPのデータは、励起子の濃度が低い場合でもフォノンボトルネックを明らかにするために誤って解釈される可能性があります。ナノ結晶で予想される可能性のある量子フォノンボトルネックの数桁の速い冷却と破壊を明らかにする状態分解方法で、その分光問題を回避します。以前のポンプ/プローブ分析方法はあいまいであることが示されているため、TPL実験を実行して、ホットフォノンボトルネックの存在も明確に確認します。T-PLの実験は、これらのペロブスカイトナノ結晶にホットフォノンボトルネックがないことを明らかにしています。AB initio分子動力学シミュレーション効率的なオーガープロセスを含めることにより、実験を再現します。この実験的および理論的研究は、ホットエキサイトンのダイナミクス、それらが正確に測定される方法、そして最終的にはこれらの材料でどのように搾取されるかについての洞察を明らかにしています。

The hot phonon bottleneck has been under intense investigation in perovskites. In the case of perovskite nanocrystals, there may be hot phonon bottlenecks as well as quantum phonon bottlenecks. While they are widely assumed to exist, evidence is growing for the breaking of potential phonon bottlenecks of both forms. Here, we perform state-resolved pump/probe spectroscopy (SRPP) and time-resolved photoluminescence spectroscopy (t-PL) to unravel hot exciton relaxation dynamics in model systems of bulk-like 15 nm nanocrystals of CsPbBr3 and FAPbBr3, with FA being formamidinium. The SRPP data can be misinterpreted to reveal a phonon bottleneck even at low exciton concentrations, where there should be none. We circumvent that spectroscopic problem with a state-resolved method that reveals an order of magnitude faster cooling and breaking of the quantum phonon bottleneck that might be expected in nanocrystals. Since the prior pump/probe methods of analysis are shown to be ambiguous, we perform t-PL experiments to unambiguously confirm the existence of hot phonon bottlenecks as well. The t-PL experiments reveal there is no hot phonon bottleneck in these perovskite nanocrystals. Ab initio molecular dynamics simulations reproduce experiments by inclusion of efficient Auger processes. This experimental and theoretical work reveals insight on hot exciton dynamics, how they are precisely measured, and ultimately how they may be exploited in these materials.