Fig. 1:Proprietà morfologiche e ottiche dei PNC FAPbBr3. Da:Dinamiche vibrazionali coerenti rivelano anarmonicità reticolare in nanocristalli di perovskite ad alogenuro organico-inorganico
I ricercatori di Skoltech e Ludwig Maximilians-Universität (LMU) in Germania hanno studiato le proprietà fondamentali dei nanocristalli di perovskite di alogenuro, una promettente classe di materiali optoelettronici. Utilizzando una combinazione di teoria ed esperimento, sono stati in grado di mostrare e spiegare un'intricata connessione tra composizione, dinamica reticolare indotta dalla luce, e stabilità dei materiali. Il documento è stato pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla natura .
I nanocristalli di perovskite (PNC) sono nanocristalli semiconduttori che, grazie alle loro proprietà uniche, hanno trovato numerose applicazioni in optoelettronica, ad esempio, nei laser e nei LED. I PNC hanno una resa quantica di fotoluminescenza molto più elevata rispetto ai materiali sfusi. Inoltre, su scala nanometrica il confinamento quantistico può essere raggiunto, che potrebbe essere utilizzato come mezzo aggiuntivo per regolare le proprietà ottiche di tali materiali. Le perovskiti ad alogenuri metallici hanno proprietà elettroniche che rendono le proprietà ottiche dei nanocristalli realizzati con questi materiali più tolleranti ai difetti rispetto ad altri materiali semiconduttori.
Sergey Levchenko e i suoi colleghi, Assistant Professor presso lo Skoltech Center for Energy Science and Technology (CEST), hanno utilizzato la modellazione atomica per spiegare i risultati della spettroscopia a pompa di femtosecondi, un metodo che permette di osservare le dinamiche reticolari in tempo reale. Hanno studiato le dinamiche vibrazionali del reticolo coerente (come la struttura atomica dei PNC si evolve dopo l'eccitazione con un impulso laser con una durata inferiore al periodo dei modi vibrazionali) per i PNC ad alogenuri ibridi.
Fig. 2:Dinamica del pacchetto di onde vibrazionali. Da:Dinamiche vibrazionali coerenti rivelano anarmonicità reticolare in nanocristalli di perovskite ad alogenuro organico-inorganico
Hanno trovato, tra l'altro, che il trasferimento di energia tra i modi vibrazionali nei nanocristalli di perovskite a base di iodio è molto più pronunciato rispetto a quelli a base di bromo a causa di una differenza nell'interazione tra la struttura inorganica e la frazione organica nei PNC ad alogenuro organico-inorganico.
"Questi risultati aprono la strada a un controllo razionale sulle proprietà fondamentali di tali PNC, compreso il trasferimento di energia all'eccitazione ottica e il rilassamento del portatore di carica, attraverso modifiche compositive, "dice Levchenko.
