Stabile Verstärker fördern die transiente Absorptionsspektroskopie

In ihren Worten

„Warum sind die Zuverlässigkeit und Stabilität von Verstärkern wichtig? Wir haben mehrere Forscher, die diesen Verstärker teilen. Er muss bereit sein, wenn jemand ihn braucht – wann auch immer das sein wird – und wir wollen keine Zeit mit der Optimierung des Verstärkers verschwenden."

—Professor He Wang, Universität von Miami, Miami, Florida

Die Herausforderung

Perowskitfolien sind vielversprechend für die zukünftige Verwendung in Photovoltaik-(Solar-)Geräten. Die Lebensdauer von Modellgeräten liegt jedoch weit unter den Anforderungen für kommerzielle Geräte. Als mögliche Lösungen betrachten Forscher Zusammensetzungs- und andere Veränderungen – z.B. die Variation des hydrophoben Gehalts. Um ihre Wirksamkeit zu beurteilen, ist es wichtig, das grundlegende photovoltaische Verhalten, z.B. Ladungsträgerlebensdauer, Rekombinationsmechanismen, dieser modifizierten Materialien im Detail zu messen und zu verstehen.

Die Lösung

Eine Gruppe unter der Leitung von Professor He Wang von der Universität von Miami (Miami, Florida) verwendet den Astrella One-Box-Verstärker von Coherent, um transiente Absorptionsspektroskopie durchzuführen. Diese Methode ermöglicht es ihnen, die schnellen strahlenden und nicht-strahlenden Prozesse zu verfolgen, die der anfänglichen Photonenabsorption folgen, um Perowskitfilme im Femtosekunden-Zeitbereich zu untersuchen. In ihrem Aufbau pumpt ein Teil der Astrella-Ausgangleistung einen OPA, der so abgestimmt ist, dass er eine der verschiedenen Phasen in 2D-Filmproben anregt. Der Rest wird verwendet, um ein Weißlicht-Kontinuum zu erzeugen, das gut etabliert ist, um das Absorptionsspektrum zu einer bestimmten Verzögerungszeit zu erfassen. Die Verzögerungszeit wird langsam gestuft, um zeitabhängige Spektraldaten zu erhalten. Der OPA wird dann auf eine andere Wellenlänge abgestimmt, die mit einer anderen Phase in der Probe resoniert, und das Experiment wird wiederholt.

Das Ergebnis

Mit diesem Ansatz hat die Gruppe um Wang erfolgreich den schnellen Ladungstransfer zwischen verschiedenen Phasen gemessen, d.h. den Elektronentransport zwischen den verschiedenen Schichten in den 2D-Proben. Weitere Details sind veröffentlicht in: C. Fei, JS Sarmiento, H. Wang. „Generation of Coherent Optical Phonon in Methylammonium Lead Iodide Thin Films“ J. Phys. Chem. C, 2018, 122, 17035.

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