Excited-state vibrational dynamics toward the polaron in methylammonium lead iodide perovskite
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Abstract Hybrid organic–inorganic perovskites have attractive optoelectronic properties including exceptional solar cell performance. The improved properties of perovskites have been attributed to polaronic effects involving stabilization of localized charge character by structural deformations and polarizations. Here we examine the Pb–I structural dynamics leading to polaron formation in methylammonium lead iodide perovskite by transient absorption, time-domain Raman spectroscopy, and density functional theory. Methylammonium lead iodide perovskite exhibits excited-state coherent nuclear wave packets oscillating at ~20, ~43, and ~75 cm−1 which involve skeletal bending, in-plane bending, and c-axis stretching of the I–Pb–I bonds, respectively. The amplitudes of these wave packet motions report on the magnitude of the excited-state structural changes, in particular, the formation of a bent and elongated octahedral PbI64− geometry. We have predicted the excited-state geometry and structural changes between the neutral and polaron states using a normal-mode projection method, which supports and rationalizes the experimental results. This study reveals the polaron formation via nuclear dynamics that may be important for efficient charge separation.
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Le contrôle bibliographique ouvert
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- Titre Crossref
- Excited-state vibrational dynamics toward the polaron in methylammonium lead iodide perovskite
- Date Crossref
- 28/06/2018
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Dong-A University Department of Chemistry pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of California Department of Chemistry pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Los Alamos National Laboratory Theoretical Physics and Chemistry of Materials pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Universidad Andrés Bello pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Lawrence Berkeley National Laboratory Molecular Foundry pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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OSRAM (Germany) pays non établi dans la noticeEntreprise
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Kavli Energy NanoScience Institute pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Departamento de Ciencias Físicas pays non établi dans la noticeInstitution
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Osram Opto Semiconductors GmbH pays non établi dans la noticeEntreprise
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Kavli Energy NanoSciences Institute at Berkeley pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Department of Chemistry — Dong-A University, Department of Chemistry — University of California et Theoretical Physics and Chemistry of Materials — Los Alamos National Laboratory, avec 7 autres affiliations.
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