Cambiare il modo in cui illuminiamo le nostre case e i nostri uffici potrebbe far risparmiare energia, ma la nuova tecnologia di illuminazione richiede nuovi materiali con le giuste proprietà. I materiali chiamati perovskiti ibride potrebbero essere fondamentali per rendere possibile il cambiamento. Gli scienziati hanno scoperto che cambiando la lunghezza dei piccoli ioni spaziatori situati tra gli strati interni della perovskite si manipola la struttura, distorcendo gli strati per sembrare cartone ondulato. Il distanziatore più corto studiato ha portato alla struttura più distorta. La struttura emetteva luce bianca, paragonabile alle luci fluorescenti commerciali.

Un nuovo strumento di progettazione basato sulla comprensione di come i distanziatori alterano la luce emessa potrebbe portare a nuovi materiali. Questi materiali potrebbero essere la chiave per i diodi emettitori di luce di prossima generazione e altri dispositivi che convertono luce ed elettricità, comprese le celle solari.

Le perovskiti 2-D che emettono luce bianca sono attraenti per il loro basso costo e la loro sintonizzabilità. Utilizzando diverse lunghezze di distanziatori organici difunzionali, una serie di nuove perovskiti di bromuro di piombo organico-inorganico ibride sono state sintetizzate dai ricercatori della Northwestern University. La modifica della lunghezza degli ioni organici caricati positivamente (cationi) induce una distorsione degli strati inorganici di perovskite 2-D nel materiale, facendo assumere agli strati una struttura ondulata o ondulata. All'aumentare della distorsione causata dalle diverse lunghezze dei cationi, la larghezza di banda di frequenza e la durata dell'emissione fotoluminescente dei materiali aumenta. Avendo la più grande distorsione interna di tutti i materiali preparati in questo studio, il composto a-(DMEN)PbBr4 emette luce bianca con indice di resa cromatica 73, che è simile a una sorgente di luce fluorescente commerciale.

Questa correlazione tra struttura e proprietà dimostra che le strutture cristalline delle perovskiti organiche-inorganiche ibride possono essere manipolate per regolare la larghezza di banda e la durata dell'emissione fotoluminescente variando l'entità della distorsione dello strato inorganico. Con abbondanti scelte di molecole organiche disponibili, molti nuovi eccitanti materiali perovskite possono essere preparati, portando a una comprensione ancora più profonda della scienza di questi materiali e con un impatto sulle applicazioni optoelettroniche come l'illuminazione a stato solido.