13:55 2024-04-17 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ De la defecte la comandă: aranjamente cristaline care apar spontan în halogenuri de perovskit

_ De la defecte la comandă : Aranjamente cristaline care apar spontan în halogenuri de perovskit

Perovskiții sunt printre cele mai studiate materiale în știința modernă a materialelor. Proprietățile lor, adesea unice și exotice, care provin din structura cristalină particulară a perovskitei, ar putea găsi aplicații revoluționare în diferite domenii de ultimă oră. Un mod intrigant de a realiza astfel de proprietăți este prin ordonarea precisă a defectelor unui perovskit, cum ar fi locurile libere sau substituțiile.

În chimia oxidului, oamenii de știință știu de mult timp că defectele de oxid se pot aranja spontan și consecvent. în rețeaua cristalină, odată ce ating anumite concentrații (de exemplu, raportul întreg). Această ordine emergentă poate da naștere unor proprietăți atractive. În timp ce ordonarea defectelor a fost observată de nenumărate ori în oxizii de perovski, nu același lucru se poate spune despre perovskiții cu halogenuri hibride, compuse dintr-un cation organic, un cation metalic și un anion halogenură.

Într-un studiu publicat în ACS. Materials Letters, o echipă de cercetare, care include profesorul asociat Takafumi Yamamoto de la Institutul de Tehnologie din Tokyo, a descoperit un nou perovskit stratificat cu halogenură ordonat în funcție de defecte, aruncând lumină asupra modului în care ordinea poate apărea prin defectele acestor compuși.

Această lucrare a fost inspirată. printr-o descoperire anterioară raportată de cercetători, și anume formarea „coloanelor cu defecte” obținute prin introducerea ionului tiocianat (SCN−) în rețeaua cristalină a FAPbI3 pentru a obține FA6Pb4I13.5(SCN)0.5.

" Am emis ipoteza că, dacă concentrația de SCN în rețea ar crește, cantitatea de defecte de coloană PbI ar crește, de asemenea, ceea ce duce la diferite tipuri de ordonare a defectelor, așa cum se observă în oxizii perovskiți comandați în locuri libere”, explică dr. Yamamoto.

Echipa a sintetizat pulberi de perovskit FAPbI3 și monocristale prin reacții în stare solidă folosind concentrații precis definite de materii prime, inclusiv rapoarte specifice de SCN–. Ei au descoperit că, atunci când a fost utilizat un raport adecvat de mare de SCN–, perovskitul obținut a fost reprezentat de formula FA4Pb2I7.5(SCN)0.5.

Acest compus stratificat, ca și cel raportat anterior, a prezentat, de asemenea, coloană. defecte care acoperă toate straturile stivuite. Cu toate acestea, spre deosebire de FA6Pb4I13.5(SCN)0.5, în care o cincime din coloanele PbI au fost defecte ordonate, o treime din toate coloanele din noul FA4Pb2I7.5(SCN)0.5 au fost defecte.

Principala noutate a acestei descoperiri este că noul compus, alături de cel anterior, formează ceea ce este cunoscut sub numele de „serie omologă”. Aceasta înseamnă că variațiile sistematice ale formulei chimice a compusului, care pot fi reprezentate folosind variabile întregi, au ca rezultat modificări sistematice ale proprietăților acestuia. În acest caz, cercetătorii au descoperit că banda interzisă optică a materialului a crescut odată cu concentrarea defectelor ordonate în rețea.

De remarcat, această lucrare prezintă prima serie omoloagă bazată pe ordonarea defectelor găsite pentru hibridul organic. – perovskiți anorganici. „Acest studiu oferă un nou loc de joacă pentru ingineria defectelor în compușii hibrizi organici-anorganici perovskiți. Credem că acest nou domeniu are potențialul de a se dezvolta printr-o analogie cu ordonarea defectelor deja observată în oxizii de perovskiți”, remarcă dr. Yamamoto.

„De asemenea, am furnizat o nouă strategie pentru a controla ordinea defectelor pentru reglarea proprietăților optice ale unui perovskit prin încorporarea SCN–.”

Cercetătorii speră că aceste descoperiri se vor traduce în progres într-un mod incitant. domeniul științei materialelor, conducând în cele din urmă la noi perovskiți cu calități utile pentru tehnologiile de generație următoare.

(Fluierul)

Inapoi