Электрон-фононное взаимодействие в гибридных галогенидных перовскитах свинца

Рассеяние на фононах ограничивает подвижность носителей заряда и определяет уширение линий излучения в гибридных перовскитах на основе галогенидов металлов. Поэтому установление характера взаимодействия носителей заряда с фононами в этих материалах имеет ключевое значение для разработки высокоэффективных перовскитных фотоэлектрических устройств и недорогих лазеров. В данной работе исследована температурная зависимость уширения линий излучения в четырех широко изучаемых перовскитах формамидиния и метиламмония: HC(NH2)2PbI3, HC(NH2)2PbBr3, CH3NH3PbI3 и CH3NH3PbBr3; установлено, что рассеяние на продольных оптических фононах посредством взаимодействия Фрёлиха является доминирующим источником электрон-фононного взаимодействия вблизи комнатной температуры, тогда как рассеяние на акустических фононах пренебрежимо мало. Определены энергии взаимодействующих мод продольных оптических фононов, составляющие 11,5 и 15,3 мэВ, а также константы связи Фрёлиха, равные ∼40 и 60 мэВ для перовскитов на основе иодида и бромида свинца соответственно. Полученные результаты хорошо согласуются с первопринципными расчетами, основанными на теории многочастичных возмущений, что подтверждает применимость описания носителей заряда в гибридных перовскитах в рамках электронной зонной структуры.