Sammensætningsafhængighed af perovskit nanokrystal egenskaber

Forskere fra Skoltech og Ludwig Maximilians-Universität (LMU) i Tyskland har undersøgt de grundlæggende egenskaber af halogenid perovskit nanokrystaller, en lovende klasse af optoelektroniske materialer. Ved at bruge en kombination af teori og eksperiment, de var i stand til at vise og forklare en indviklet sammenhæng mellem komposition, lysinduceret gitterdynamik, og materialernes stabilitet. Artiklen blev offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation .

Perovskite nanokrystaller (PNC'er) er halvleder nanokrystaller, der, takket være deres unikke egenskaber, har fundet en række anvendelser inden for optoelektronik, for eksempel, i lasere og LED'er. PNC'er har et meget højere fotoluminescens kvanteudbytte sammenlignet med bulkmaterialer. I øvrigt, på nanoskala kan kvanteindeslutningen opnås, som kunne bruges som et yderligere middel til at justere optiske egenskaber af sådanne materialer. Metalhalogenidperovskitter har elektroniske egenskaber, der gør de optiske egenskaber af nanokrystaller fremstillet af disse materialer mere tolerante over for defekter end andre halvledende materialer.

Adjunkt ved Skoltech Center for Energividenskab og Teknologi (CEST) Sergey Levchenko og hans kolleger brugte atomistisk modellering til at forklare resultaterne af femtosekund pumpe-sonde spektroskopi, en metode, der gør det muligt at observere gitterdynamik i realtid. De studerede den sammenhængende gittervibrationsdynamik - hvordan atomstrukturen af ​​PNC'er udvikler sig efter excitation med en laserimpuls med en varighed, der er kortere end perioden med vibrationstilstande - for hybridhalogenid PNC'er.

De fandt, blandt andet, at energioverførsel mellem vibrationstilstande i jod-baserede perovskit-nanokrystaller er meget mere udtalt end i brom-baserede på grund af en forskel i interaktion mellem den uorganiske ramme og den organiske del i organisk-uorganisk halogenid PNC'er.

"Disse resultater baner vejen for en rationel kontrol over grundlæggende egenskaber ved sådanne PNC'er, inklusive energioverførsel ved optisk excitation og ladningsbærerrelaksation, via sammensætningsændringer, " siger Levchenko.