激光诱导混合卤化铅钙钛矿四方相和正交相自发辐射的可逆放大

(论文部分内容摘抄)

在不同的温度(5-300K)和激发剂量(21-1615uJ)下测量了卤化铅钙钛矿的光致发光。厘米二)。结果发现在163K以上的四方相和163K以下的正交相中，在激发密度大于约1x1018cm-3的条件下，观察到放大自发发射(ASE)。获得这种激发密度所需的能量取决于温度和相位因为激发的非辐射衰变是温度的，对于四方相和正交相，不同的激发能分别为85士20和24士5meV。除了正方晶相的发光外，当样品在3.68eV光子能量下经受超过630 uJ/cm2的入射光照射后，在5K温度下也可以观察到来自四方晶相的发光，这是通常在 163K温度下观察不到的。这种额外的发光可以通过将样品加热到 35K温度或通过在 630 ui/cm2 左右的入射光照射下将样品暴露数秒进行光学消除。讨论了这种光学诱导相变过程的物理机制。实验表明，该相位变化原则上可用于全光学的“写读擦”存储器装置。

1.介绍

有机-无机混合卤化物钙钛矿在过去的几年中受到了极大的关注。它们允许生产具有高结构稳定性的结晶膜且具有低陷阱态密度。(3)这使钙钛矿太阳能电池的制造成为可能，从而使太阳能电池界相信其具有诸如超过20%的功率转换效率等高性能，(4.5)，同时提供低成本生产(例如通过溶液处理)的可能性。(6)同时，有机-无机-有机混合卤化物钙钛矿的进一步器件应用也被发现。例如，在2014年，低值水平的放大皮肤发射表明混合卤化钙钛矿也可以用于容易制造因子的激光。7-10]此外，已知大多数卤化钙钛矿材料可以以不同的晶体结构存在，这取决于环境条件，例如温度。在这里，我们表明，在明显相同的晶粒内，四方相和正交相的共存可以光学地被诱导到卤化物钙钛矿CH，NH，Pb，在低温下，导致放大自发辐射(ASE)同时在两个不同的波长。通过选择合适的参数，可在5K时可重复地写入、读出和擦除与(高温)四方相相关联的ASE特性。激光照射或升高温度。我们表明，扩展我们的研究结果可以利用作为一个全光数据存储设备。

2.发射光谱表征

我们通过对已发表的工艺进行微小的修改，合成了由微米大小的晶粒组成的无孔紧凑的晶体层，为了表征该膜的发射，我们进行了温度依赖性稳态光致发光(PL)在不同激发通量下的测量。这些数据表明了特征阈值行为，我们发现温度越低，阈值通量值越低。反之亦然，从影响在Cm-2的条件下，出现1.56 eV窄峰的阈值温度为≈210K，在“高温”状态下对于"低温"范围，1.65 eV处的窄峰出现在135K以下。

用红外光谱范围内的光激发时，情况可能不同。一个有趣的功能是以2D方式“写入”和“读取”的选项。通常，整个区域可通过图案化并行“写入”并通过全尺寸照(CCD)相机结合“读出”，从而明与电荷耦合器件允许快速数据访问。

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