Российские и немецкие ученые исследовали фундаментальные свойства нанокристаллов галогенидных перовскитов, перспективных материалов для современной оптоэлектроники. Используя методы фемтосекундной спектроскопии и теоретические расчеты, ученые показали и обосновали наличие сложных взаимосвязей между составом, динамикой изменения кристаллической решетки под воздействием света и стабильностью материала. Статья опубликована в журнале Nature Communications.
Нанокристаллы перовскита (PNC) — полупроводниковые нанокристаллы с уникальными свойствами, которые используются в оптоэлектронике, в частности в лазерах и светодиодах. Квантовый выход фотолюминесценции у PNC гораздо выше, чем у объемных материалов. Кроме того, квантово-размерные эффекты, проявляющиеся в наномасштабе, можно использовать в качестве дополнительного средства настройки оптических свойств материала. Металлогалогенные перовскиты обладают особыми свойствами, благодаря которым оптические свойства их нанокристаллов становятся более устойчивыми к дефектам по сравнению с другими полупроводниковыми материалами.
Ученые из Центра энергетических технологий Сколтеха и их коллеги из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана провели эксперименты с использованием фемтосекундной спектроскопии методом накачки-зондирования. Этот метод позволяет наблюдать динамику решетки в реальном времени. После этого авторы объяснили результаты, используя атомистическое моделирование, и описали изменения в атомной структуре PNC при возбуждении лазерным импульсом с длительностью менее периода колебательных мод.
В частности, ученые установили, что перенос энергии между колебательными модами в нанокристаллах перовскита на основе йода выражен гораздо сильнее, чем в нанокристаллах на основе брома. Это связано с 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 руководитель исследования Сергей Левченко.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
