다결정 펜타센에서의 익사이톤 분열의 초고속 역학

우리는 서브 20 fs의 시간 해상도와 넓은 스펙트럼 범위를 갖춘 초고속 과도 흡수 분광법을 사용하여 다결정 펜타센 박막에서 익사이톤 분열 과정을 직접 조사합니다. 우리는 초기 광생성 단일 익사이톤의 압도적인 대부분이 약 80 fs의 시간 척도에서 삼중 익사이톤으로 발전하는 것을 관찰하며, 이는 여기 파장에 독립적입니다. 이는 익사이톤 분열이 포논 매개 익사이톤 국소화 과정과 유사한 속도로 발생하며, 초기 비국소 상태에서 직접 진행될 수 있음을 의미합니다. 단일 인구는 자극 방출의 짧은 존재로 식별되며, 이는 여기 펄스의 광자 에너지에 따라 달라지는 파장에서 방출되며, Kasha의 규칙을 위반하여 가장 낮은 위치의 단일 상태가 매우 단명임을 확인합니다. 삼중 생성이 빠르고 효율적이라는 이러한 직접적인 시연은 익사이톤 분열에 의한 다중 익사이톤 생성을 유기 태양 전지에서 효율성을 높이는 매력적인 경로로 설정합니다.