Las perovskitas de haluro de plomo se pueden convertir en dispositivos optoelectrónicos mediante deposiciones de soluciones de bajo costo, pero estos enfoques a menudo dejan numerosos defectos de captura de carga en la perovskita. Es necesario mejorar continuamente el rendimiento de estos dispositivos optoelectrónicos para superar el problema del cuello de botella. La densidad de defectos (incluidos los defectos superficiales y los defectos de volumen) en las perovskitas es un parámetro clave que limita el rendimiento de estos materiales.

Para controlar los defectos superficiales, un método ampliamente estudiado es pasivar y curar los defectos mediante un proceso de ingeniería de superficies, que se puede lograr agregando una variedad de aditivos, incluyendo metilbromuro de amonio, bromuro de guanidinio, yoduro de potasio-18, yoduro de fenetilo, poli (3-hexiltiofeno-2, 5-diilo), yodo de colina, y tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazolio. Sin embargo, este método requiere un control preciso de la cantidad de aditivos, el orden de adición, y el tiempo de reacción, lo que complica este proceso y genera un alto riesgo de pérdida. Para ajustar los defectos de volumen, una estrategia conocida es irradiar perovskitas con luz ultravioleta de alta energía, luz del sol, luz infrarroja cercana, etc. Esta estrategia requiere un tiempo de reparación prolongado y, a veces, da como resultado daños irreversibles a los materiales, lo que complica el proceso. Por lo tanto, Todavía se necesitan vías altamente eficientes y convenientes para regular los defectos en las perovskitas.

En un nuevo artículo publicado en Ciencias de la luz y aplicaciones , el equipo de científicos, dirigido por la profesora adjunta Weili Yu, Profesora Chunlei Guo del Laboratorio de Fotónica, Laboratorio estatal clave de óptica aplicada, Instituto de Óptica de Changchun, Física y Mecánica Fina, Academia de Ciencias de China y el profesor Qingfeng Dong del Laboratorio Estatal Clave de Estructura y Materiales Supramoleculares, La Universidad de Jilin ha desarrollado conjuntamente una técnica (ingeniería de regulación de voltaje) para modificar la población de defectos de los cristales de perovskita sin necesidad de aditivos químicos.

El equipo utilizó sondas para aplicar un campo eléctrico a la superficie de una muestra de perovskita para ayudar a mover las cargas inyectadas a los sitios defectuosos con un alto grado de control. así como las propiedades ópticas y eléctricas de la muestra de perovskita. Además, las poblaciones de defectos optimizadas permitieron que la perovskita actuara como dispositivo memristor, capaz de activar múltiples estados de resistencia.

Estos científicos resumen el principio operativo de la ingeniería de regulación de voltaje:"La ingeniería de regulación de voltaje como una estrategia eficiente puede regular los defectos en las perovskitas e influir en el transporte dinámico de su portadora. Las cargas inyectadas que actúan como una base de Lewis pueden quedar atrapadas por defectos de plomo en la capa superficial y pasivar aún más los defectos similares al donante de nivel profundo dentro de las perovskitas. estos defectos 'curados' ya no atrapan a los portadores, y aumenta la probabilidad de recombinación de la radiación en perovskitas, que mejoran aún más sus propiedades ópticas y eléctricas ".

"Este trabajo proporciona una visión novedosa de la flexibilidad de la densidad de defectos de las perovskitas, y la regulación de voltaje es un método de ingeniería efectivo para ajustar no solo la densidad de defectos sino también la vida útil de la portadora, PL intensidad y resistencia. Este trabajo mejorará la optimización de dispositivos optoelectrónicos basados ​​en monocristales de perovskitas, ", agregaron los investigadores.