Drie teams van onderzoekers van de Clemson University hebben hun krachten gebundeld om enkele van de mysteries rond perovskiet-nanokristallen te ontrafelen. die halfgeleiders zijn met tal van toepassingen, inclusief LED's, lasers, zonnecellen en fotodetectoren.

Een onderzoeksartikel getiteld "De correlatie tussen faseovergang en fotoluminescentie-eigenschappen van CsPbX" ₃ (X=Cl, Br, I) perovskiet nanokristallen" verscheen onlangs in Vooruitgang op nanoschaal , een open-access tijdschrift gepubliceerd door de Royal Society of Chemistry. De hoofdauteur van het artikel is Jun Yi, die een student was die met Apparao Rao werkte, de Robert Adger Bowen hoogleraar natuurkunde aan de Clemson University.

"We zijn altijd op zoek naar studenten om aan projecten te werken, " zei Rao, een professor in de afdeling natuurkunde en astronomie van het College of Science en directeur van het Clemson Nanomaterials Institute. "Jun begon dit project ongeveer een jaar geleden, en onze teams werkten samen en eindigden met een mooi werkstuk. In feite, het tijdschrift bevatte ons werk op de achterkant."

Rao zei dat Yi de schakel kon zijn tussen Rao's team en een team onder leiding van Jianbo Gao, universitair docent natuurkunde en sterrenkunde; en een derde team, onder leiding van Hugo Sanabria, een universitair hoofddocent natuurkunde en sterrenkunde.

Rao en Gao legden uit dat hun gezamenlijke interesses in de kleine nanokristallen gericht zijn op de optische eigenschappen en toepassingen van het materiaal.

"Jianbo's team en mijn team hebben een gezamenlijk belang bij het bevorderen van nanokristallen om betere zonnecellen te produceren, LED's - dat soort dingen, " zei Rao. "Kortom, de drie teams hadden de nodige instrumenten om het onderzoek te voltooien. "Het onderzoek is relevant voor toepassingen die al hun weg naar ons leven hebben gevonden, volgens Gao.

"Deze technologie wordt veel gebruikt. je kunt het vinden bij Costco of Walmart omdat het aanwezig is in de kwantumstippen die Samsung gebruikt in zijn QLED-tv, ' zei Gao.

De auteurs merkten in het artikel op dat perovskiet-nanokristallen "veel aandacht trekken vanwege hun unieke afstembare optische eigenschappen."

Met deze specifieke nanokristallen, het onderzoek van de teams ging over een faseovergang, een van de meest fundamentele natuurkundige fenomenen in de vastestoffysica, die de elektrische, optisch, magnetisch, mechanische en chemische eigenschappen van materialen. Met behulp van nanokristallen gemaakt, gedeeltelijk, van ofwel chloor, broom of jodium, ontdekten de onderzoekers dat, bij blootstelling aan hitte, de op chloor gebaseerde nanokristallen gedroegen zich anders dan de op jodide of broom gebaseerde nanokristallen.

"Dat zette ons aan het denken over wat de reden zou kunnen zijn, ' zei Rao.

De paper concludeerde dat het onderzoek van de teams "een dieper inzicht geeft in het effect van faseovergang op de fotofysica van perovskietmaterialen bij lage temperaturen."

"We hebben de basis gelegd en de punten met elkaar verbonden, ' zei Gao.

Ironisch, de krant was pas af toen Yi naar zijn huis in China was teruggekeerd.

"We waren een tijdje met stomheid geslagen, ' zei Gao.

"Zonder deze leerling, we hadden dit onderzoeksproject niet kunnen realiseren. Hij verhoogde het niveau van het papier, " voegde Rao eraan toe.