Отработка методов точной настройки оптимальных характеристик материалов, преобразующих свет в энергию, может привести к созданию более эффективных материалов, поскольку производительность в значительной степени зависит от состава, кристалличности и морфологии. Эти перовскиты могут быть использованы для создания новых архитектур солнечных элементов, а также для светоизлучающих устройств, а также для визуализации и отслеживания отдельных частиц.
Известно, что перовскитовые материалы, такие как CH3NH3PbX3 (X = I, Br), обладают интересными электронными, светоизлучающими и химическими свойствами. Исследователи из лаборатории Эймса синтезировали серию нанокристаллов перовскита различной морфологии (i.е., точки, стержни, проволоки, пластины и листы) с использованием различных растворителей и закрывающих лигандов.
Команда лаборатории Эймса провела испытания нанокристаллов, чтобы изучить их морфологию, рост, свойства и стабильность в различных условиях. Исследования характеристик фотолюминесценции, подобные тем, которые наблюдаются со светящейся в темноте краской, показали, что стержни и проволока демонстрируют более высокую фотолюминесценцию и более длительное время жизни фотолюминесценции по сравнению с другими формами. Нанокристаллы перовскита с бромом оказались особенно нестабильными при воздействии электронного луча во время анализа с помощью просвечивающей электронной микроскопии, «плавятся» с образованием более мелких точечных частиц неизвестного состава.
Дальнейшие оптические исследования показали, что нанокристаллы с йодом являются стабильными излучателями света с коррелированной формой при комнатной температуре.
Это исследование поддержано U.S. Министерство энергетики (DOE), Управление науки, Управление фундаментальных энергетических наук, Отделение химических наук, наук о Земле и биологических наук, программа разделения и анализа через лабораторию Эймса. Лаборатория Эймса находится в ведении Министерства энергетики штата Айова.
Эта работа была частично выполнена (AFM / PL) в Центре интегрированных нанотехнологий, учреждении для пользователей Управления науки, действующем для Управления науки Министерства энергетики США. Лос-Аламосская национальная лаборатория находится в ведении Los Alamos National Security, LLC для Национального управления ядерной безопасности Министерства энергетики США.