[ca] El reduït apantallament dielectric present als materials 2D implica la presència de fortes interaccions de Coulomb, afavorint l'aparició d'excitons, que són parells electró-forat fortament lligats. Aquests excitons tenen un pes determinant a les propietats físiques del material. Per això, l'objectiu d'aquest treball és l?estudi de polarons excitònics en perovskites 2D, sent aquests una quasi-particula que sorgeix de l'interacció excitó fonó. La perovskita estudiada és (PEA)2PbI4 i ha sigut caracteritzada juntament amb MoSe2, que és un altre semiconductor de gruix atòmic amb bandgap directe també, pertanyent a la família dels TMDs. Modelar microscòpicament excitons polarònics permet entendre millor les propietats físiques dels materials i per tant determinar la seva aplicació en nous dispositius optoelectrònics. El model utilitzat es basa en estudiar el sistema a través de la mecànica quàntica treballant amb sistemes de molts cossos utilitzant el formalisme de segona quantització de la matèria i la matriu densitat, juntament amb l'equació del moviment en la representació de Heisenberg i l'equació de Wannier. En primer lloc es presenten les funcions d'ona i energies de lligam dels excitons. De les darreres es dedueix que els excitons dominen les propietats del material, doncs són considerablement superiors a les fluctuacions tèrmiques, fent els excitons estables a temperatura ambient. A continuació, característiques excitòniques i polaròniques són estudiades i reconegudes a les linewidths, scattering rates, aspectres d'absorcio i en l'increment de massa, on els resultats són obtinguts mitjançant l'aproximació de Markov i després amb un formalisme no-Markovià. Els resultats són obtinguts a partir de paràmetres presents a la literatura. En línies generals, aquesta tesi presenta un estudi per poder facilitar la comprensió del comportament del excitons polarònics en semiconductores 2D.

[en] 2D materials exhibit strong Coulomb interactions due to low dielectric screening leading to the presence of tightly bound electron-hole pairs known as excitons, that determine most of their physical properties. The objective of this thesis is to study exciton polarons in 2D perovskites, which consist of quasi-particles arising from exciton-phonon interactions. In particular, the 2D monolayered perovskite modelled is (PEA)2PbI4 and it is studied together with MoSe2 , another atomically thin semiconductor with direct bandgap as well, belonging to the family of transition metal dichalcogenides (TMDs). By microscopically modelling exciton polarons a better understanding of physical properties can be reached and by this their application in novel optoelectronic devices can be pushed forward. The theoretical quantum-mechanical framework in which this microscopic manybody system is studied is based on density matrix formalism in second quantization of matter. Together with the equation of motion in Heisenberg picture and Wannier equation results are obtained. First, excitonic wavefunctions and binding energies are computed. For both materials exciton binding energies are far above thermal fluctuations, confirming the fact that excitons dominate physical properties of (PEA)2PbI4 and MoSe2 even at room temperature. Afterwards, excitonic and polaronic features are described by means of Markov approximation and a non-Markovian approach. By this, scattering rate and linewidth of optical absorption are characterized together with optical absorption spectrum and polaron shifts. To end with, polaron mass enhancement due to exciton-phonon interactions is studied. Results for both (PEA)2PbI4 and MoSe2 are obtained using parameters in literature. Overall, this work represents a step forward in the understanding of exciton-polarons in atomically-thin semiconductors.