Ultratynde perovskite nanokrystaller velegnet til brug i afstembare og energieffektive lysdioder

Perovskitter er for nylig fremstået som et mest lovende materiale til billig produktion af meget effektive solceller. I særdeleshed, de såkaldte organisk-uorganiske metalhalogenidperovskitter er blandt de mest spændende nylige opdagelser inden for fotovoltaik i. På mindre end fem år har forskere er lykkedes med at øge energieffektiviteten af ​​perovskit-baserede solceller fra 4 til mere end 20%. Ja, i denne henseende, disse relative tilflyttere har allerede overhalet mange alternative fotovoltaiske materialer, såsom rent økologiske. Desuden, perovskitter er ikke kun i stand til at absorbere lys og omdanne det til elektricitet, de viser også fremragende egenskaber som lysemittere.

Nu er en gruppe LMU-forskere ledet af Alexander Urban og Carlos Cardenas-Daw ved professor for fotonik og optoelektronik af professor Jochen Feldmann, er det lykkedes at syntetisere perovskit -nanokrystaller i form af ultratynde nanoplateter, hvis emissionsegenskaber kan indstilles ved at ændre deres tykkelse. De resulterende nanoplateleter er omkring 300 gange tyndere end perovskitfilmene, der konventionelt bruges til fremstilling af solceller. "Blodpladerne er så tynde, at jeg næsten ikke kunne tro mine øjne, da jeg første gang så dem i elektronmikroskopet, "siger Jasmina Sichert, en ph.d. -studerende i Feldmanns afdeling og første forfatter til det nye studie.

Ved systematisk at ændre den relative koncentration af organiske kationer, der anvendes i deres syntese, München -forskerne var i stand til at opnå nanoplateter, der var mindre end 1 nanometer tykke, svarende til en lagdelt stak højden af ​​et par atomer. "Jeg var helt overrasket over, at på trods af deres enorme overfladeareal, disse blodplader udsendte en så intens blå luminescens, "tilføjer Alexander Urban. Faktisk er egenskaberne, der udvises af disse små partikler, er uforklarlige i forbindelse med klassisk fysik. De kan kun redegøres for ved at påberåbe kvantfysikkens love, som bekræftet af teoretiske beregninger udført af teamet.

I øvrigt, ikke kun kunne blodplader af varierende tykkelse produceres på en kontrolleret måde ved at ændre betingelserne for deres syntese, disse ændringer resulterede også i slående ændringer i deres optiske egenskaber:Faktisk Lyset fra perovskit -nanoplateterne viste sig at afhænge af deres tykkelse. Ved at tilføje lag til krystalgitteret, forskerne var i stand til gradvist at ændre farven på den udsendte fotoluminescens fra violet til blå og endelig til grøn. "Vi håber nu at kunne udvide afstemningen af ​​strålingen fra vores perovskite nanokrystaller over hele det synlige område og videre. Dette ville gøre det muligt at fremstille energieffektive og økonomiske lysdioder, der udstråler lys med stort set enhver ønsket farve, "siger Jochen Feldmann. Desuden er de nye nanoplateter er ideelt egnet til brug i lasere.