Régulation de la phase intermédiaire par urée tétraméthyle pour des émissions spontanées amplifiées FAPbI3 à faible seuil et haute stabilité

PI Mingyu ,  

NIE Jiayu ,  

HE Yan ,  

PENG Yanfang ,  

YANG Jie ,  

摘要

La pérovskite d'iodure de plomb (FAPbI3) est devenue un matériau candidat clé dans le domaine de l'amplification de lumière infrarouge proche et des dispositifs laser en raison de sa bande interdite étroite d'environ 1,47 eV et de ses excellentes performances optiques. Cependant, les films de FAPbI3 cristallisent rapidement au cours du processus de préparation avec les solvants traditionnels N,N-diméthylformamide/diméthylsulfoxyde (DMF/DMSO), ce qui entraîne facilement des défauts de film élevés, et la pérovskite FAPbI3 a tendance à se transformer de la phase noire (phase α) électro-active à la phase jaune (phase δ) non électro-active, ce qui diminue les performances et la stabilité des dispositifs laser, limitant ainsi leur application pratique. Pour résoudre ces problèmes, cet article propose d'introduire une base de Lewis fortement coordinante, l'urée tétraméthyle (TMU), dans le système d'étude FAPbI3 pour construire un solvant DMF/TMU, en remplacement des solvants traditionnels. Par rapport au DMSO, l'interaction plus forte entre le TMU et le soluté peut effectivement ralentir la transition de la phase intermédiaire à la phase pérovskite, produisant ainsi des films de pérovskite de haute qualité avec moins de défauts et inhibant significativement la transition de la phase α à la phase δ. Sous excitation laser nanoseconde, le seuil d'émission spontanée amplifiée (Amplified spontaneous emission, ASE) des films FAPbI3-TMU préparés est de 10,93 μJ·cm-2, soit une réduction de 38,35 % par rapport aux films FAPbI3-DMSO, avec un gain optique et une perte optimisés de manière significative, et des stabilités optique et thermique considérablement améliorées. Cette étude propose une nouvelle approche pour réaliser des dispositifs laser en pérovskite efficaces et stables grâce à l'ingénierie des solvants.

关键词

FAPbI3; urée tétraméthyle; émission spontanée amplifiée; stabilité

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