Fig. 1:Propiedades morfológicas y ópticas de los PNC FAPbBr3. De:La dinámica vibratoria coherente revela anarmonicidad de celosía en nanocristales de perovskita de haluro orgánico-inorgánico
Investigadores de Skoltech y Ludwig Maximilians-Universität (LMU) en Alemania han estudiado las propiedades fundamentales de los nanocristales de perovskita de haluro, una clase prometedora de materiales optoelectrónicos. Usando una combinación de teoría y experimento, pudieron mostrar y explicar una intrincada conexión entre la composición, dinámica de celosía inducida por la luz, y estabilidad de los materiales. El artículo fue publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
Los nanocristales de perovskita (PNC) son nanocristales semiconductores que, gracias a sus propiedades únicas, han encontrado una serie de aplicaciones en optoelectrónica, por ejemplo, en láseres y LED. Los PNC tienen un rendimiento cuántico de fotoluminiscencia mucho mayor en comparación con los materiales a granel. Es más, a nanoescala se puede lograr el confinamiento cuántico, que podría utilizarse como un medio adicional para ajustar las propiedades ópticas de dichos materiales. Las perovskitas de haluro metálico tienen propiedades electrónicas que hacen que las propiedades ópticas de los nanocristales fabricados con estos materiales sean más tolerantes a los defectos que otros materiales semiconductores.
El profesor asistente en el Centro Skoltech de Ciencia y Tecnología de la Energía (CEST) Sergey Levchenko y sus colegas utilizaron modelos atomísticos para explicar los resultados de la espectroscopía de sonda de bomba de femtosegundos, un método que permite observar la dinámica de celosía en tiempo real. Estudiaron la dinámica vibratoria de la red coherente —cómo evoluciona la estructura atómica de las PNC después de la excitación con un pulso láser con una duración más corta que el período de los modos vibracionales— para las PNC de haluro híbrido.
Fig. 2:Dinámica vibratoria de paquetes de ondas. De:La dinámica vibratoria coherente revela anarmonicidad de celosía en nanocristales de perovskita de haluro orgánico-inorgánico
Ellos encontraron, entre otras cosas, que la transferencia de energía entre modos vibracionales en nanocristales de perovskita basados en yodo es mucho más pronunciada que en los basados en bromo debido a una diferencia en la interacción entre la estructura inorgánica y el resto orgánico en PNC de haluro orgánico-inorgánico.
"Estos resultados allanan el camino hacia un control racional sobre las propiedades fundamentales de tales PNC, incluida la transferencia de energía tras la excitación óptica y la relajación del portador de carga, a través de cambios de composición, "Dice Levchenko.
