Electron Spectroscopy and Microscopy: A Window into the Surface Electronic Properties of Polycrystalline Metal Halide Perovskites.
crystal momentum
electronic band structure
metal halide perovskites
polycrystallinity
Journal
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
ISSN: 1521-4095
Titre abrégé: Adv Mater
Pays: Germany
ID NLM: 9885358
Informations de publication
Date de publication:
06 May 2024
06 May 2024
Historique:
revised:
04
03
2024
received:
03
10
2023
medline:
6
5
2024
pubmed:
6
5
2024
entrez:
6
5
2024
Statut:
aheadofprint
Résumé
In the past years, an increasing number of experimental techniques have emerged to address the need to unveil the chemical, structural, and electronic properties of perovskite thin films with high vertical and lateral spatial resolutions. One of these is angle-resolved photoemission electron spectroscopy which can provide direct access to the electronic band structure of perovskites, with the aim of overcoming elusive and controversial information due to the complex data interpretation of purely optical spectroscopic techniques. This perspective looks at the information that can be gleaned from the direct measurement of the electronic band structure of single crystal perovskites and the challenges that remain to be overcame to extend this technique to heterogeneous polycrystalline metal halide perovskites.
Identifiants
pubmed: 38708696
doi: 10.1002/adma.202310240
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2310240Subventions
Organisme : HORIZON EUROPE European Research Council
ID : 771528
Informations de copyright
© 2024 Wiley‐VCH GmbH.
Références
R. Haight, J. A. Silberman, Phys. Rev. Lett. 1989, 62, 815.
X. Hong, T. Ishihara, A. V. Nurmikko, Solid State Commun. 1992, 84, 657.
M. Era, S. Morimoto, T. Tsutsui, S. Saito, Appl. Phys. Lett. 1994, 65, 676.
T. Hattori, T. Taira, M. Era, T. Tsutsui, S. Saito, Chem. Phys. Lett. 1996, 254, 103.
C. R. Kagan, D. B. Mitzi, C. D. Dimitrakopoulos, Science 1999, 286, 945.
V. D'Innocenzo, G. Grancini, M. J. P. Alcocer, A. R. S. Kandada, S. D. Stranks, M. M. Lee, G. Lanzani, H. J. Snaith, A. Petrozza, Nat. Commun. 2014, 5, 3586.
A. K. Jena, A. Kulkarni, T. Miyasaka, Chem. Rev. 2019, 119, 3036.
S. G. Motti, J. B. Patel, R. D. J. Oliver, H. J. Snaith, M. B. Johnston, L. M. Herz, Nat. Commun. 2021, 12, 6955.
G. Batignani, G. Fumero, A. R. S. Kandada, G. Cerullo, M. Gandini, C. Ferrante, A. Petrozza, T. Scopigno, Nat. Commun. 2018, 9, 1971.
H. Zhang, N.‐G. Park, J. Phys. Energy 2023, 5, 024002.
S. G. Motti, D. Meggiolaro, S. Martani, R. Sorrentino, A. J. Barker, F. D. Angelis, A. Petrozza, Adv. Mater. 2019, 31, 1901183.
J. Even, L. Pedesseau, C. Katan, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 11566.
Y. D. Glinka, R. Cai, J. Li, T. He, X. W. Sun, AIP Adv. 2020, 10, 105034.
E. Lafalce, E. Amerling, Z.‐G. Yu, P. C. Sercel, L. Whittaker‐Brooks, Z. V. Vardeny, Nat. Commun. 2022, 13, 483.
C. Tao, Y. Wei, J. Zhang, Y. Cao, S. Wang, L. Xu, K. Wen, J. Wang, Z. Kuang, X. Wang, W. Huang, Q. Peng, J. Wang, J. Phys. Chem. Lett. 2023, 14, 3805.
G. Xing, N. Mathews, S. Sun, S. S. Lim, Y. M. Lam, M. Gratzel, S. Mhaisalkar, T. C. Sum, Science 2013, 342, 344.
A. Marchioro, Ph.D. Thesis, École Polytechnique Fédérale de Lausanne 2014.
T. C. Sum, N. Mathews, G. Xing, S. S. Lim, W. K. Chong, D. Giovanni, H. A. Dewi, Acc. Chem. Res. 2016, 49, 294.
L. Dai, Z. Deng, F. Auras, H. Goodwin, Z. Zhang, J. C. Walmsley, P. D. Bristowe, F. Deschler, N. C. Greenham, Nat. Photonics 2021, 15, 696.
T. Komesu, X. Huang, T. R. Paudel, Y. B. Losovyj, X. Zhang, E. F. Schwier, Y. Kojima, M. Zheng, H. Iwasawa, K. Shimada, M. I. Saidaminov, D. Shi, A. L. Abdelhady, O. M. Bakr, S. Dong, E. Y. Tsymbal, P. A. Dowben, J. Phys. Chem. C 2016, 120, 21710.
C. Wang, B. R. Ecker, H. Wei, J. Huang, J.‐Q. Meng, Y. Gao, Phys. Chem. Chem. Phys. 2017, 19, 5361.
J.‐P. Yang, M. Meissner, T. Yamaguchi, X.‐Y. Zhang, T. Ueba, L.‐W. Cheng, S. Ideta, K. Tanaka, X.‐H. Zeng, N. Ueno, S. Kera, Sol. RRL 2018, 2, 1800132.
F. Zu, P. Amsalem, D. A. Egger, R. Wang, C. M. Wolff, H. Fang, M. A. Loi, D. Neher, L. Kronik, S. Duhm, N. Koch, J. Phys. Chem. Lett. 2019, 10, 601.
J. Yang, M. Meissner, T. Yamaguchi, B. Xi, K. Takahashi, S. A. A. Rahman, X. Liu, H. Yoshida, M. Fahlman, S. Kera, Phys. Rev. B 2020, 102, 245101.
M. Puppin, S. Polishchuk, N. Colonna, A. Crepaldi, D. N. Dirin, O. Nazarenko, R. D. Gennaro, G. Gatti, S. Roth, T. Barillot, L. Poletto, R. P. Xian, L. Rettig, M. Wolf, R. Ernstorfer, M. V. Kovalenko, N. Marzari, M. Grioni, M. Chergui, Phys. Rev. Lett. 2020, 124, 206402.
M. Sajedi, M. Krivenkov, D. Marchenko, J. Sanchez‐Barriga, A. K. Chandran, A. Varykhalov, E. D. L. Rienks, I. Aguilera, S. Blugel, O. Rader, Phys. Rev. Lett. 2022, 128, 176405.
D. Niesner, M. Wilhelm, L. Levchuk, A. Osvet, S. Shrestha, M. Batentschuk, C. Brabec, T. Fauster, Phys. Rev. Lett. 2016, 117, 126401.
M. Sajedi, M. Krivenkov, D. Marchenko, A. Varykhalov, J. Sanchez‐Barriga, E. D. L. Rienks, O. Rader, Phys. Rev. B 2020, 102, 081116(R).
H.‐H. Fang, S. Adjokatse, S. Shao, J. Even, M. A. Loi, Nat. Commun. 2018, 9, 243.
A. R. S. Kandada, C. Silva, J. Phys. Chem. Lett. 2020, 11, 3173.
T. T. H. Do, A. G. del Águila, D. Zhang, J. Xing, S. Liu, M. A. Prosnikov, W. Gao, K. Chang, P. C. M. Christianen, Q. Xiong, Nano Lett. 2020, 20, 5141.
G. Folpini, M. Palummo, D. Cortecchia, L. Moretti, G. Cerullo, A. Petrozza, G. Giorgi, A. R. S. Kandada, Mater. Adv. 2023, 4, 1720.
M. K. Jana, R. Song, H. Liu, D. R. Khanal, S. M. Janke, R. Zhao, C. Liu, Z. V. Vardeny, V. Blum, D. B. Mitzi, Nat. Commun. 2020, 11, 4699.
R. Chakraborty, P. K. Rajput, G. M. Anilkumar, S. Maqbool, R. Das, A. Rahman, P. Mandal, A. Nag, J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 1378.
J. Yin, P. Maity, L. Xu, A. M. El‐Zohry, H. Li, O. M. Bakr, J.‐L. Brédas, O. F. Mohammed, Chem. Mater. 2018, 30, 8538.
J. Madéo, M. K. L. Man, C. Sahoo, M. Campbell, V. Pareek, E. L. Wong, A. Al‐Mahboob, N. S. Chan, A. Karmakar, B. M. K. Mariserla, X. Li, T. F. Heinz, T. Cao, K. M. Dani, Science 2020, 370, 1199.
M. I. B. Utama, R. J. Koch, K. Lee, N. Leconte, H. Li, S. Zhao, L. Jiang, J. Zhu, K. Watanabe, T. Taniguchi, P. D. Ashby, A. Weber‐Bargioni, A. Zettl, C. Jozwiak, J. Jung, E. Rotenberg, A. Bostwick, F. Wang, Nat. Phys. 2021, 17, 184.
M. Jugovac, I. Cojocariu, C. A. Brondin, A. Crotti, M. Petrovic, S. Bonetti, A. Locatelli, T. O. Mentes, Adv. Electron. Mater. 2023, 9, 2300136.
M. Liang, W. Lin, Q. Zhao, J. Li, L. Zhu, B. Sarpi, A. Zakharov, I. G. Scheblykin, T. Pullerits, Y. Niu, S. E. Canton, K. Zheng, Sol. RRL 2023, 7, 2200795.
K. Fukumoto, Y. Yamada, K. Onda, S.‐y. Koshihara, Appl. Phys. Lett. 2014, 104, 053117.
M. K. L. Man, A. Margiolakis, S. Deckoff‐Jones, T. Harada, E. L. Wong, M. B. M. Krishna, J. Madéo, A. Winchester, S. Lei, R. Vajtai, P. M. Ajayan, K. M. Dani, Nat. Nanotechnol. 2017, 12, 36.
E. L. Wong, A. Winchester, V. Pareek, J. Madéo, M. K. L. Man, K. M. Dani, Sci. Adv. 2018, 4, eaat9722.
L. Wang, C. Xu, M.‐Y. Li, L.‐J. Li, Z.‐H. Loh, Nano Lett. 2018, 18, 5172.
T. A. S. Doherty, A. J. Winchester, S. Macpherson, D. N. Johnstone, V. Pareek, E. M. Tennyson, S. Kosar, F. U. Kosasih, M. Anaya, M. Abdi‐Jalebi, Z. Andaji‐Garmaroudi, E. L. Wong, J. Madéo, Y.‐H. Chiang, J.‐S. Park, Y.‐K. Jung, C. E. Petoukhoff, G. Divitini, M. K. L. Man, C. Ducati, A. Walsh, P. A. Midgley, K. M. Dani, S. D. Stranks, Nature 2020, 580, 360.
S. Kosar, A. J. Winchester, T. A. S. Doherty, S. Macpherson, C. E. Petoukhoff, K. Frohna, M. Anaya, N. S. Chan, J. Madéo, M. K. L. Man, S. D. Stranks, K. M. Dani, Energy Environ. Sci. 2021, 14, 6320.
S. Macpherson, T. A. S. Doherty, A. J. Winchester, S. Kosar, D. N. Johnstone, Y.‐H. Chiang, K. Galkowski, M. Anaya, K. Frohna, A. N. Iqbal, S. Nagane, B. Roose, Z. Andaji‐Garmaroudi, K. W. P. Orr, J. E. Parker, P. A. Midgley, K. M. Dani, S. D. Stranks, Nature 2022, 607, 294.
X. Wu, M. T. Trinh, D. Niesner, H. Zhu, Z. Norman, J. S. Owen, O. Yaffe, B. J. Kudisch, X.‐Y. Zhu, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 2089.
S. Peli, D. Puntel, D. Kopic, B. Sockol, F. Parmigiani, F. Cilento, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 2020, 243, 146978.
J.‐P. Correa‐Baena, Y. Luo, T. M. Brenner, J. Snaider, S. Sun, X. Li, M. A. Jensen, N. T. P. Hartono, L. Nienhaus, S. Wieghold, J. R. Poindexter, S. Wang, Y. S. Meng, T. Wang, B. Lai, M. V. Holt, Z. Cai, M. G. Bawendi, L. Huang, T. Buonassisi, D. P. Fenning, Science 2019, 363, 627.
Y. Luo, P. Khoram, S. Brittman, Z. Zhu, B. Lai, S. P. Ong, E. C. Garnett, D. P. Fenning, Adv. Mater. 2017, 29, 1703451.
Q. Sun, P. Fassl, Y. Vaynzof, ACS Appl. Energy Mater. 2018, 1, 2410.
Y. Yuan, Q. Wang, Y. Shao, H. Lu, T. Li, A. Gruverman, J. Huang, Adv. Energy Mater. 2016, 6, 1501803.
K. O. Ighodalo, W. Chen, Z. Liang, Y. Shi, S. Chu, Y. Zhang, R. Khan, H. Zhou, X. Pan, J. Ye, Z. Xiao, Angew. Chem., Int. Ed. 2023, 62, e202213932.
U. Vohrer, C. Blomfield, S. Page, A. Roberts, Appl. Surf. Sci. 2005, 252, 61.
H. Li, J. Zhou, L. Tan, M. Li, C. Jiang, S. Wang, X. Zhao, Y. Liu, Y. Zhang, Y. Ye, W. Tress, C. Yi, Sci. Adv. 2022, 8, eabo7422.
J. Li, P. Du, Q. Guo, L. Sun, Z. Shen, J. Zhu, C. Dong, L. Wang, X. Zhang, L. Li, C. Yang, J. Pan, Z. Liu, B. Xia, Z. Xiao, J. Du, B. Song, J. Luo, J. Tang, Nat. Photonics 2023, 17, 435.
J. Yao, L. Yang, F. Cai, Y. Yan, R. S. Gurney, D. Liu, T. Wang, Sustainable Energy Fuels 2018, 2, 436.
R. A. Kerner, E. D. Christensen, S. P. Harvey, J. Messinger, S. N. Habisreutinger, F. Zhang, G. E. Eperon, L. T. Schelhas, K. Zhu, J. J. Berry, D. T. Moore, ACS Appl. Energy Mater. 2023, 6, 295.
N.‐G. Park, Mater. Today 2015, 18, 65.