Ученые исследовали фундаментальные свойства нанокристаллов галогенидных перовскитов

Ученые Сколтеха и Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана (LMU) в Германии исследовали фундаментальные свойства нанокристаллов галогенидных перовскитов, имеющих перспективы применения в качестве нового класса материалов для оптоэлектроники. Выполнив комплекс теоретических и экспериментальных исследований, ученые показали и обосновали наличие сложных взаимосвязей между составом материала, динамикой изменения его кристаллической решетки под воздействием света и стабильностью материала. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Нанокристаллы перовскита (PNC) – полупроводниковые нанокристаллы, которые благодаря своим уникальным свойствам находят применение в оптоэлектронике и в частности в лазерах и светодиодах. Квантовый выход фотолюминесценции у PNC гораздо выше, чем у объемных материалов. Кроме того, в наномасштабе проявляются квантово-размерные эффекты, которые можно использовать в качестве дополнительного средства настройки оптических свойств материала. Металлогалогенные перовскиты обладают особыми электронными свойствами, благодаря которым оптические свойства нанокристаллов из этих материалов становятся более устойчивыми к дефектам по сравнению с другими полупроводниковыми материалами.

Старший преподаватель Центра энергетических технологий Сколтеха (CEST) Сергей Левченко и его коллеги провели атомистическое моделирование, которое позволило объяснить результаты, полученные с помощью фемтосекундной спектроскопии методом накачки-зондирования, позволяющей наблюдать динамику решетки в реальном времени. Ученые исследовали динамику когерентных колебаний решетки для гибридных галогенидных PNC, т.е. изменения в атомной структуре PNC при возбуждении лазерным импульсом с длительностью менее периода колебательных мод.

Исследователи в частности установили, что перенос энергии между колебательными модами в нанокристаллах перовскита на основе йода выражен гораздо сильнее, чем в нанокристаллах на основе брома. Это обусловлено различием во взаимодействии между неорганической основой и органической частью органо-неорганических галогенидных PNC.

«Полученные нами результаты открывают возможности для рационального управления фундаментальными свойствами PNC, в том числе передачей энергии при оптическом возбуждении и релаксации носителей заряда, за счет изменения состава материала», – отмечает Сергей Левченко.

 

Источник информации: Сколтех

Фото из архива портала "Научная Россия"