Institut des Sciences Chimiques de Rennes


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Pérovskites 2D : des bords coupants pour l’exciton

publié le , mis à jour le

Pérovskites 2D : des bords coupants pour l'exciton

Rapport d’activité numérique CNRS 2017
En direct des laboratoires de l’INC

La compréhension et le contrôle du transport de charges électriques et du flux d’énergie dans les semiconducteurs de basse dimensionnalité, tels que les puits quantiques, ont permis l’élaboration de dispositifs opto-électroniques très performants.

Le confinement quantique à l’œuvre dans ces puits conduit habituellement à des charges photo-générées, les paires électron-trou ou excitons, fortement liées par des interactions de Coulomb. Les efforts communs des équipes de Los Alamos, Northwestern, Brookhaven et Rennes ont montré que ce phénomène est beaucoup plus riche dans les films minces de pérovskites hybrides lamellaires.
On retrouve dans ces matériaux, une alternance de couches de molécules organiques (ici le butylammonium) séparées par une couche hybride organique-inorganique où les cavités laissées par les octaèdres PbI6 sont comblées par des cations méthylammonium.

Quand l’épaisseur de cette couche hybride compte au moins 3 octaèdres, le consortium franco-américain a mis en évidence l’émergence d’états de bord qui permettent la conversion spontanée des paires électron-trou en porteurs de charge libres. Ce phénomène a des implications majeures sur les performances des dispositifs à base de pérovskites en couche, comme démontré dans le cas de cellules solaires et de diodes électroluminescentes.


Publication :
Extremely efficient internal exciton dissociation through edge states in layered 2D perovskites
J.-C. Blancon, H. Tsai, W. Nie, C. C. Stoumpos, L. Pedesseau, C. Katan, M. Kepenekian, C. M. M. Soe, K. Appavoo, M. Y. Sfeir, S. Tretiak, P. M. Ajayan, M. G. Kanatzidis, J. Even, J. J. Crochet, A. D. Mohite
Science 2017, DOI : 10.1126/science.aal4211

Voir en ligne : http://science.sciencemag.org/conte...