金光义彦 化学研究所教授、関口文哉 同特定助教、广理英基 同准教授らの研究グループは、高強度のテラヘルツパルスをハライドペロブスカイト半導体CH3NH3PbI3に照射すると、光励起キャリアのエネルギー损失速度が小さくなる现象を発见しました。
ハライドペロブスカイト半导体は、安価な溶液法で作製できる半导体でありながら非常に高い光电変换効率を持ち、次世代の太阳电池材料として高い注目を集めている物质です。その优れた光电特性は、この物质の特殊な格子振动（フォノン）と深く関係していると考えられていますが、光励起キャリアのダイナミクスにおけるフォノンの役割について、従来の実験では间接的な情报しか得られていませんでした。本研究では、颁贬3NH3PbI3のフォノンを高强度のテラヘルツパルスによって直接励起し、光励起キャリアのエネルギー分布の时间変化を测定したところ、テラヘルツ励起によって高エネルギーのキャリア分布（ホットキャリア）が増大し、そのエネルギー损失が非常に遅くなることを明らかにしました。この结果は、フォノンを积极的に利用することで光励起キャリアのエネルギー损失を抑制できることを発见したもので、フォノンの制御が光电デバイスのさらなる効率向上の指针となることを示しました。
本研究成果は、2021年2月16日に、国際学術誌「Physical Review Letters」のオンライン版に掲載されました。
図：今回発见した、テラヘルツ光パルスをペロブスカイト半导体颁贬3NH3PbI3に照射して、光励起キャリアのエネルギー损失をフォノン励起により抑制する模式図。
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Fumiya Sekiguchi, Hideki Hirori, Go Yumoto, Ai Shimazaki, Tomoya Nakamura, Atsushi Wakamiya, and Yoshihiko Kanemitsu (2021). Enhancing the Hot-Phonon Bottleneck Effect in a Metal Halide Perovskite by Terahertz Phonon Excitation. Physical Review Letters, 126(7):077401.
