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在2- ...
摘要：在本文中，我们证明了2D钙钛矿（PEA）2 PBI 4（PEPI）中的激子/激子an灭是太阳能电池和光发光二极管中的主要损失机制，可以通过抗激元与腔之间的耦合来控制。我们使用时间分辨的瞬态吸收光谱研究激发状态动力学，并表明可以通过通过PEPI层厚度改变腔宽度，从而通过强耦合方式调节系统。非常明显的是，即使腔质量因子仍然很差，也会出现强大的耦合。我们证明，观察到的类似衍生物样的瞬态吸收光谱可以使用时间依赖性的RABI分裂来对其进行建模，而Rabi分裂是由于激子的瞬时漂白而发生的。当PEPI强烈耦合到腔体时，激子/激子歼灭速率被1个数量级抑制。一个依赖北极子部分光子特征的模型将结果解释为失谐的函数。
单线激子裂变增强的硅光伏
不断增长的全球能源需求与资源和空间限制相结合，需要增强结晶硅太阳能电池，这是当前的主要太阳能技术。但是，由于他们开始接近理论效率限制，他们的效率仅在最近20年中逐渐提高。主要损失的来源是热化，其中超过硅吸收的带隙的能量是热量的。有机分子中的单线激子裂变已被提出以减少这些损失。通过使有机层吸收高能光，并将从单裂裂变过程产生的三重态激子转移到硅中，该光谱区域中的光电流可以增加一倍，从而将效率从传统限制提高的29.4％提高到42％。
非晶态有机半导体中的激子扩散
Justin M. Hodgkiss 3,4 , Daniel M. Packwood 1,2* 1 京都大学综合细胞材料科学研究所（iCeMS），日本京都 2 综合数据材料科学中心（iDM），麦克迪亚米德先进材料与纳米技术研究所，新西兰惠灵顿 3 麦克迪亚米德先进材料与纳米技术研究所，新西兰惠灵顿 4 惠灵顿维多利亚大学化学与物理科学学院，新西兰惠灵顿 5 大赛璐企业研究中心，创新园区（iPark），大赛璐株式会社，日本姬路 * 通讯作者。电子邮件：dpackwood@icems.kyoto-u.ac.jp 摘要 非晶态有机材料中激子和电荷跳跃的模拟涉及许多物理参数。在开始模拟之前，必须通过昂贵的从头计算来计算出每个参数，因此研究激子扩散的计算开销很大，尤其是在大型复杂材料数据集中。虽然之前已经探索过使用机器学习快速预测这些参数的想法，但典型的机器学习模型需要较长的训练时间，这最终会增加模拟开销。在本文中，我们提出了一种新的机器学习架构，用于构建分子间激子耦合参数的预测模型。与普通的高斯过程回归或核岭回归模型相比，我们的架构设计方式可以减少总训练时间。基于此架构，我们建立了一个预测模型并使用它来估计非晶态并五苯中激子跳跃模拟的耦合参数。我们表明，与使用完全从密度泛函理论计算的耦合参数的模拟相比，这种跳跃模拟能够对激子扩散张量元素和其他属性实现出色的预测。因此，这一结果以及我们的架构提供的较短训练时间表明了如何使用机器学习来减少与非晶态有机材料中的激子和电荷扩散模拟相关的高计算开销。
2D有机半导体中的激子动力学
抽象的二维（2D）半导体材料已被广泛研究其有趣的激子和光电特性，这些特性是由强烈的多体相互作用和在2D极限下的量子限制引起的。这些材料中的大多数都是无机的，例如过渡金属二北元化，磷烯等。有机半导体材料的出色电导率和低介电系数，用于在薄膜或大量材料相中的类似应用。在薄膜和散装相中缺乏结晶度，导致了激子和电子/光节间隙特性的歧义。最近的2D有机材料的出现已经打开了一个高结晶度和受控形态的新领域，从而可以研究低洼的激子状态和光电特性。与无机2D材料中的Wannier -Mott激子相比，它们已被证明具有不同的激子特性。在这里，我们介绍了我们最近对2D有机半导体材料的实验观察结果和分析。我们讨论了单晶材料的高晶和形态控制的生长及其光电特性的作用。该报告解释了有机材料中的Frenkel（FR）和电荷转移（CT）激子以及随后的光发射和吸收特性。实验研究并讨论了源于CT和FR激子之间的相互作用，这是由CT和FR激子之间的相互作用产生的，以揭示电子带的结构。然后，我们讨论我们在J型聚集的有机材料中观察到的纯FR行为，从而导致连贯的超级激体排放。在有机材料中，激发子的超级转移，由其纯粹的fr性质促进，以及在大量分子上的激子的离域化。最后，我们讨论了这些有机2D材料的应用和视力，在快速有机发光二极管，高速激发电路，量子计算设备和其他光电设备中。
超快激发动力学的kohn-sham-proca方程
图2：介电函数的假想部分ε2（ω），作为散装（a）si和（b）lif的光子能量（eV）的函数。在这里，实验光谱显示为蓝色杂交，红线代表了使用GGA函数代替手稿中使用的LDA函数的KSP计算结果。可以看出，与实验保留的极好的一致性，实际上，与使用LDA功能进行的相同计算相比，理论吸收仅可忽略不计（与图。纸的2）
使用合成的激子传输工程耦合...
图 1 | 使用 DNA 支架形成 Cy3 聚集体的化学方法。 (a) Cy3 (左) 共价连接到单链 DNA (ss-DNA) 脱氧核糖磷酸骨架的 3' 和 5' 端。 Cy3 修饰的 DNA 纳米结构是通过将 Cy3 修饰的 ssDNA 与规范互补的 ssDNA 链杂交而形成的，如连接到 DNA 双链体的 Cy3 单体的分子动力学快照 (中间) 和示意图 (右、上) 中蓝色椭圆表示 Cy3 所示。 Cy3 二聚体和三聚体是通过将连续的 Cy3 发色团连接到 ssDNA 并与互补链杂交而形成的 (右、中和下) (b) Cy3 单体 (棕色)、二聚体 (蓝色) 和三聚体 (绿色) 的吸光度 (实线) 和量子产率归一化的荧光光谱 (虚线)。 [DNA 双链] = 0.5 µ M，溶于 40 mM Tris、20 mM 醋酸盐、2 mM 乙二胺四羧酸 (EDTA) 和 12 mM MgCl 2 (TAE-MgCl 2 缓冲液)。(c) 双链中 Cy3 单体、二聚体和三聚体的荧光量子产量 (ΦF)。[DNA 双链] = 0.5 µ M，溶于 1 × TAE-MgCl 2 缓冲液。(d) Cy3 单体、二聚体和三聚体的圆二色性 (CD) 光谱。(e) Cy3 单体、二聚体和三聚体的荧光衰减轨迹，仪器响应函数以黑色显示。
调节激子 - phonon耦合以实现接近...
低维杂交金属卤化物正在成为一种高度有希望的单组分发射材料，用于其自我捕获的激子（STES）的独特宽带发射。尽管在这些金属卤化物的发展方面取得了长足的进步，但仍有许多挑战需要解决对结构 - 专业关系的更好的基本了解，并意识到这类材料的全部潜力。在此，通过压力调节，在瓦楞1D杂交金属卤化物C 5 n 2 H 16 Pb 2 Br 6中实现了接近100％的光致发光量子量产率（PLQY），该结构具有高度扭曲的结构，初始PLQ为10％。压缩减少了Ste状态和基态之间的重叠，从而导致抑制声子辅助的非辐射衰减。PL进化被系统地证明是由压力调节的激子 - Phonon耦合控制的，可以使用Huang-Rhys因子s进行量化。Detailed studies of the S -PLQY relation for a series of 1D hybrid metal halides (C 5 N 2 H 16 Pb 2 Br 6 , C 4 N 2 H 14 PbBr 4 , C 6 N 2 H 16 PbBr 4 , and (C 6 N 2 H 16 ) 3 Pb 2 Br 10 ) reveal a quantitative structure–property relationship that regulating S factor toward 28 leads to the maximum emission.
1量子发射器中的应变诱导的激子转移...
Giuseppe Ronco, Abel Martínez-Suárez, Davide Tedeschi *, Matteo Savaresi, Aurelio Hierro-Rodríguez, Stephen Mcvitie, Sandra Stroj, Johannes Aberl, Morthij Wicktor M. García-Suárez, Michele B. Rota, Pablo Alonso- González, Javier Martín-Sánchez *和Rinaldo Trotta * div>Giuseppe Ronco, Abel Martínez-Suárez, Davide Tedeschi *, Matteo Savaresi, Aurelio Hierro-Rodríguez, Stephen Mcvitie, Sandra Stroj, Johannes Aberl, Morthij Wicktor M. García-Suárez, Michele B. Rota, Pablo Alonso- González, Javier Martín-Sánchez *和Rinaldo Trotta * div>
Terahertz操纵2D半导体中的激子复合物
富含库仑结合的准粒子的物理学，例如激发剂和过渡金属二甲基元素单层中的trions，目前在冷凝的物质群落中正在进行深入研究。这些准颗粒在100 MEV的顺序上具有较高的结合能，表现出强烈的光耦合，并且可以将量子信息存储在自旋valley自由度中[1]。实现超快时间标准上激素状态的外部控制的策略已成为重要的研究途径。在这里，我们报告了在HBN封装的Mose 2单层中观察到瞬态Trion到脱位的转换（图1a）是由在红外自由电子激光设施（Felbe）（Felbe）[2，3]产生的Picsecond TimeScales上的强烈Thz脉冲引起的。随后通过用条纹摄像头记录时间分辨的光量（TRPL）光谱来监测激子动力学。可见的脉冲（= 400 nm）激发了激动的激子和Trions的种群（图1b，无脉冲脉冲的trpl光谱）。通过在大约30次皮秒延迟后添加THZ脉冲相对于可见的激发（图1C），我们观察到Trion发射的淬火和激发激素发射的暂时增亮。此外，通过调整Thz脉冲的频率，我们记录了TRIONS的THZ解离光谱（图1d）。重要的是，当THz光子能量等于或高于Trion结合能时，可以观察到有效的Trion TRION转换。在其他机构中观察到THZ辐射的相似影响，例如WSE 2单层和Mose 2 /WSE 2异质结构。总的来说，结果为低维材料中的许多粒子状态的外部控制开辟了有希望的途径。
量子点混合薄膜可实现高效的三线态激子
摘要：由有机半导体和无机量子点 (QD) 组成的混合物适用于许多光电应用和设备。然而，有机 QD 混合物中的各个组分在薄膜加工过程中很容易聚集和相分离，从而损害其结构和电子特性。在这里，我们展示了一种 QD 表面工程方法，该方法使用与有机半导体主体材料相匹配的电子活性、高溶解度半导体配体来实现分散良好的无机 - 有机混合薄膜，其特征是通过 X 射线和中子散射以及电子显微镜来表征的。这种方法保留了有机相和 QD 相的电子特性，并在它们之间创建了优化的界面。我们在两个新兴应用中对此进行了举例说明，即基于单线态裂变的光子倍增 (SF-PM) 和基于三线态 - 三线态湮没的光子上转换 (TTA-UC)。稳态和时间分辨光谱表明，三线态激子可以以接近 1 的速度高效地跨有机 - 无机界面传输，而有机薄膜在有机相中保持高效的 SF（产率为 190%）。通过改变有机和无机成分之间的相对能量，在 790 nm NIR 激发下观察到黄色上转换发射。总体而言，我们提供了一种高度通用的方法来克服有机半导体与 QD 混合的长期挑战，这对许多光学和光电应用都具有重要意义。■ 简介