Unraveling the exciton-polariton dynamics in a perovskite crystal by femtosecond microscopy

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05190
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28010:Nanometer-scale chemistry-related
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: KATAYAMA Tetsuro 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 助教 (80592360)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ハロゲン化鉛ペロブスカイト / 顕微過渡吸収分光 / 励起子ポラリトン

Outline of Final Research Achievements

Hot carrier and exciton polariton states dynamics were observed in lead halide perovskite crystals by femtosecond transient absorption spectroscopy. In the experiment, we constructed a non-collinear parametric amplifier using BBO crystal and other consumables purchased with this research grant and our existing measurement system, so that we can measure two points: 1) transient absorbance imaging at a tunable wavelength, and 2) microscopic transient absorption spectrum measurement using supercontinuum light. We have clarified the carrier distribution and changes in the shape of the electronic spectrum of lead halide perovskite crystals.

Free Research Field

光化学、物理化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

顕微過渡吸収スペクトル計測において観測光の偏光を結晶軸に対して垂直および平行条件で計測した場合、過渡吸光度スペクトルに明確な偏光依存性があった。この結果は励起直後の電子状態から強く偏光に依存性を示す電子状態が存在しており、 この結果から励起ポラリトンが初期の電子状態に含まれていることが明らかとなった。本研究成果は誘導放出増幅に対する知見だけでなく、励起子ポラリトンを利用した次世代型光電変換系の材料設計指針を提出する上でも重要である。