CC BY
0Оптические исследования экситонных состояний в перовските CsPbBr3 С.Н.Терешко, * А.А.Деменев, В.Д.Кулаковский
ИФТТРАН им. Ю.А. Осипьяна, 142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика
Осипьяна, д.2
*e-mail: tereshko. sn@phystech. edu
Перовскиты - класс трёхкомпонентных полупроводников со структурой CaTiO3, являющихся предметом значительного научного интереса в последние 15 лет. Этот интерес вызван возможностью их эффективного использования в различных оптоэлектронных и фотовольтаических устройствах, благодаря сравнительно высоким длинам свободного пробега и высоким показателям квантового выхода и поглощения в оптической области длин волн [1].
В работе исследованы экситонные состояния в монокристаллах CsPbBr3. С этой целью в экситонной области спектра были измерены поляризованные спектры фотолюминесценции (ФЛ) с временным разрешением и отражения. Для исследования спектров отражения использовался белый светодиод, для ФЛ использовался перестраиваемый Ti:Sp лазер с длительностью импульса ~3 пс, работающий на длине волны 850 нм и удвоитель частоты. Для записи спектров использовались монохроматор, стрик камера и CCD-камеры, позволявшие получать разрешение до 40-50 мкэВ и до 10 пс. Для изучения влияния магнитного поля, образцы были помещены в криостат со сверхпроводящим соленоидом с магнитным полем до 6 Тл. Измерения выполнялись в геометрии Фарадея при температуре ~2К.
В ходе предыдущих исследований образца схожего перовскита, легированного эрбием, возникли вопросы, относительно того, какой вклад в свойства полупроводника вблизи частоты экситона вносят атомы эрбия. Выяснилось, что энергия экситона и позиция линии ФЛ немного сдвинулись, однако величины продольно-поперечного расщепления экситонного состояния, расщепления линейных поляризаций в нулевом поле, вызванных симметрией кристалла, и величина экситонного g-фактора практически не изменились. Помимо этого, были проведены времяразрешённые измерения ФЛ в нелегированных образцах CsPbBr3. В отличие от легированных образцов, здесь наблюдалось расщепление двух спектров с различной циркуляцией в магнитном поле. Однако, зеемановское расщепление оказалось значительно меньшим, чем то, что наблюдается в спектрах отражения. В настоящий момент мы исследуем причины такого различия в g-факторах у свободных и связанных электронов.
Образцы были синтезированы в лаборатории "Фотоактивные нанокомпозитные материалы" СПбГУ. Выражаем благодарность А.В. Емелину и А.В. Шурухиной за предоставленные образцы.
Работа выполнена в рамках госзадания ИФТТ РАН.
Литература
[1] Amrita Dey et al. , ACS Nano, 15 (7), 10775-10981 (2021).
