Transizione 2D-3D nelle perovskiti ibride. Credito:Gang Liu
La pressurizzazione idrostatica può portare a proprietà del materiale nuove e migliorate. Però, la maggior parte delle nuove proprietà dei materiali è conservabile solo in condizioni di alta pressione, e quindi non hanno applicabilità pratica alle condizioni ambientali. Recentemente, un team di scienziati internazionali guidati dal Dr. Lingping Kong e dal Dr. Gang Liu di HPSTAR ha riportato la transizione permanente e irreversibile della perovskite ibrida di piombo 2-D Dion-Jacobson alla fase di perovskite 3-D in condizioni ambientali dopo il trattamento a pressione. Questo lavoro suggerisce l'utilità delle tecniche ad alta pressione nella preparazione di materiali per applicazioni in situazioni reali. I risultati, come riportato in PNAS , segna passaggi cruciali nell'utilizzo della pressione per l'applicabilità ex-situ e ambiente-ambiente nella progettazione di materiali che assorbono la luce per l'optoelettronica e la luminescenza ad alte prestazioni.
Sfruttare le proprietà indotte dalla pressione è stato uno sforzo di lunga data nella ricerca di materiali esotici in ambienti ambientali. Tuttavia, a causa dei comportamenti ordine-disordine-ordine e ricristallizzazione delle strutture materiali, le proprietà desiderabili ottenibili a stati di alta pressione tendono ad essere invertite a pressione ambiente. Così, la scelta di materiali modificabili è indispensabile per un cambiamento permanente delle proprietà.
Essendo una classe di perovskiti ad alogenuri metallici 2-D, Le perovskiti di Dion-Jacobson rappresentano un nuovo paradigma materiale diverso dalla fase convenzionale della perovskite di Ruddlesden-Popper, poiché le perovskiti D-J non hanno le lacune di van der Waals osservate nelle controparti R-P a causa della natura bivalente delle sostanze organiche intercalari. La loro struttura esotica garantisce una distanza tra gli strati molto ridotta e una maggiore rigidità strutturale, due importanti fattori che possono consentire transizioni di fase strutturali irreversibili, e quindi elettronicamente e atomicamente assomiglia alla fase di massa 3-D. Gli scienziati hanno osservato una transizione permanente e notevole della fase 2-D D-J (
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AMP) (MA) 3 Pb 4 io 13 a 3-D MAPbI 3 dopo 40 GPa di trattamento a pressione, come dimostrato dalla struttura cristallina di diffrazione dei raggi X dopo la decompressione.