Tre team di ricercatori della Clemson University hanno unito le forze per svelare alcuni dei misteri che circondano i nanocristalli di perovskite, che sono semiconduttori con numerose applicazioni, compresi i LED, laser, celle solari e fotorivelatori.

Un articolo di ricerca intitolato "La correlazione tra le proprietà di transizione di fase e fotoluminescenza di CsPbX ₃ (X=Cl, Br, I) nanocristalli di perovskite" recentemente apparso in Progressi su nanoscala , una rivista ad accesso aperto pubblicata dalla Royal Society of Chemistry. L'autore principale dell'articolo è Jun Yi, che era uno studente che lavorava con Apparao Rao, il Robert Adger Bowen Professore di Fisica alla Clemson University.

"Siamo sempre alla ricerca di studenti per lavorare su progetti, " disse Rao, professore nel dipartimento di fisica e astronomia del College of Science e direttore del Clemson Nanomaterials Institute. "Jun ha iniziato questo progetto circa un anno fa, e le nostre squadre hanno lavorato insieme e hanno finito con un bel lavoro. Infatti, il diario riportava il nostro lavoro sulla quarta di copertina."

Rao ha detto che Yi è stato in grado di fare da tramite tra la squadra di Rao e una squadra guidata da Jianbo Gao, assistente professore di fisica e astronomia; e una terza squadra, guidato da Hugo Sanabria, professore associato di fisica e astronomia.

Rao e Gao hanno spiegato che i loro interessi comuni nei minuscoli nanocristalli si concentrano sulle proprietà ottiche e sulle applicazioni del materiale.

"Il team di Jianbo e il mio team hanno un interesse comune nel far progredire i nanocristalli per produrre celle solari migliori, LED—cose del genere, " Rao ha detto. "Fondamentalmente, le tre squadre avevano la strumentazione necessaria per completare lo studio." Lo studio ha rilevanza per le applicazioni che hanno già trovato la loro strada nelle nostre vite, secondo Gao.

"Questa tecnologia è ampiamente utilizzata. Ad esempio, lo puoi trovare da Costco o Walmart in quanto è presente nei punti quantici che Samsung utilizza nella sua TV QLED, " disse Gao.

Gli autori hanno notato nel documento che i nanocristalli di perovskite "attirano molta attenzione a causa delle loro proprietà ottiche sintonizzabili uniche".

Con questi particolari nanocristalli, la ricerca dei team ha affrontato una fase di transizione, uno dei fenomeni fisici più fondamentali nella fisica dello stato solido, che possono influenzare l'impianto elettrico, ottico, magnetico, proprietà meccaniche e chimiche dei materiali. Utilizzando nanocristalli costituiti, in parte, di cloro, bromo o iodio, i ricercatori hanno scoperto che, se esposto al calore, i nanocristalli a base di cloro si sono comportati in modo diverso rispetto ai nanocristalli a base di ioduro o bromo.

"Questo ci ha fatto pensare a quale potrebbe essere la ragione, " ha detto Rao.

Il documento ha concluso che la ricerca dei team fornisce "una visione più approfondita dell'effetto della transizione di fase sulla fotofisica a bassa temperatura dei materiali di perovskite".

"Abbiamo tracciato le basi e collegato i punti, " disse Gao.

Ironia della sorte, il documento non era finito finché Yi non era tornato a casa sua in Cina.

"Siamo stati perplessi per un po' di tempo, " disse Gao.

"Senza questo studente, non avremmo potuto realizzare questo progetto di ricerca. Ha elevato il livello della carta, " ha aggiunto Rao.