Ændring af den interne struktur af 2-D hybrid perovskit materialer får dem til at udsende hvidt lys

Ændring af hvordan vi tænder vores hjem og kontorer kan spare energi, men ny belysningsteknologi kræver nye materialer med de rigtige egenskaber. Materialer kaldet hybrid perovskitter kan være afgørende for at muliggøre ændringer. Forskere opdagede, at ændring af længden af ​​små afstandsioner placeret mellem perovskitens indre lag manipulerer strukturen, fordreje lagene til at ligne bølgepap. Den korteste undersøgte afstandsstykke førte til den mest forvrængede struktur. Strukturen udsendte hvidt lys, kan sammenlignes med kommercielle lysstofrør.

Et nyt designværktøj baseret på at forstå, hvordan afstandsstykker ændrer det udsendte lys, kan føre til nye materialer. Disse materialer kan være nøglerne til næste generations lysemitterende dioder og andre enheder, der interkonverterer lys og elektricitet, herunder solceller.

Hvidt lysemitterende 2-D perovskitter er attraktive på grund af deres lave omkostninger og afstemning. Ved hjælp af forskellige længder af di-funktionelle organiske afstandsstykker, en række nye hybrid organisk-uorganiske blybromidperovskitter blev syntetiseret af forskere ved Northwestern University. Ændring af længden af ​​de organisk positivt ladede ioner (kationer) fremkalder en forvrængning af 2-D perovskit uorganiske lag i materialet, får lagene til at antage en bølget eller bølget struktur. Efterhånden som forvrængningen forårsaget af de forskellige kationlængder øges, frekvensbåndbredden og levetiden for materialernes fotoluminescerende emission øges. Efter at have den største interne forvrængning af alle de materialer, der er udarbejdet i denne undersøgelse, forbindelsen a- (DMEN) PbBr4 udsender hvidt lys med et farvegengivelsesindeks på 73, som ligner en kommerciel fluorescerende lyskilde.

Denne sammenhæng mellem struktur og egenskaber viser, at krystalstrukturer af hybrid organisk-uorganiske perovskitter kan manipuleres for at justere båndbredde og levetid for den fotoluminescerende emission ved at variere omfanget af uorganisk lagforvrængning. Med rigelige valg af organiske molekyler til rådighed, mange nye spændende perovskitmaterialer kan fremstilles, hvilket fører til en endnu dybere forståelse af videnskaben om disse materialer og påvirker optoelektroniske applikationer såsom solid-state-belysning.