Khám phá các trạng thái cạnh dải được kiểm soát áp suất của perovskite halogenua 2D

Khám phá các trạng thái cạnh dải được kiểm soát áp suất của perovskite halogenua 2D

    Khám phá các trạng thái cạnh dải được kiểm soát áp suất của perovskite halogenua 2D
    của Trung tâm Nghiên cứu Tiên tiến Khoa học & Công nghệ Áp suất cao

    Pressure-gated band-edge states of 2D halide perovskites
    Nhiều trạng thái phát xạ được kiểm soát áp suất trong perovskite lai 2D (BTm) 2PbI4. Ảnh: Tiến sĩ Xujie Lü


    Trong các cấu trúc dị cấu trúc bán dẫn, việc cấu hình lại các trạng thái cạnh dải và điều chỉnh tác động qua lại của chúng với các hạt mang điện tích một cách liên tục đã là những thách thức lâu dài.

    Gần đây, một nhóm nghiên cứu quốc tế do Tiến sĩ Xujie Lü từ Trung tâm Nghiên cứu Tiên tiến Khoa học và Công nghệ Áp suất cao (HPSTAR) và Giáo sư Letian Dou từ Đại học Purdue dẫn đầu đã chọn perovskite 2D halogen kết hợp bán dẫn hữu cơ làm hệ thống mô hình và phát hiện ra rằng nén mạng tinh thể gây ra chuyển đổi căn chỉnh băng tần và phân phối lại điện tích, giúp nhận ra các đặc tính phát xạ có thể kiểm soát của các dị cấu trúc bán dẫn lai 2D này.

    Công trình đã được đăng trên tạp chí Science Advances mới nhất.

    Dị cấu trúc bán dẫn hai chiều (2D) là những khối xây dựng chính cho nhiều thiết bị điện tử và quang điện tử. Tiến sĩ cho biết: “Các câu hỏi cơ bản vẫn còn liên quan đến ảnh hưởng của các trạng thái dải giao diện đối với động lực học sóng mang và tính chất quang điện tử, vốn bị hạn chế bởi sự khan hiếm của các hệ thống vật liệu phù hợp cũng như khó khăn trong việc điều chỉnh liên tục các cấu trúc điện tử biên giới thông qua các phương pháp thông thường”. Lü. "Để đạt được mục tiêu này, chúng tôi đề xuất và nhận ra sự vận dụng của các trạng thái cạnh dải và sự phân bố điện tích thông qua cơ học - chứ không phải hóa học hoặc nhiệt - điều chỉnh."

    Bằng cách liên tục điều chỉnh mức năng lượng của các khối xây dựng hữu cơ và vô cơ của perovskite bán dẫn 2D kết hợp bán dẫn hữu cơ sử dụng áp suất bên ngoài, các nhà nghiên cứu đã chứng minh khả năng tinh chỉnh các trạng thái biên dải và sự phân bố điện tích của các dị cấu trúc bán dẫn 2D, trước đây không thể đạt được.

    "Sự chuyển đổi liên kết dải tại giao diện vô cơ-hữu cơ về bản chất không được phân giải tốt ở nhiệt độ phòng do quá trình chuyển đổi được kích hoạt nhiệt và xáo trộn các chất mang cạnh dải", Songhao Guo, Tiến sĩ. sinh viên tại HPSTAR. "Do đó, chúng tôi giới thiệu mô hình cân bằng nhiệt hai mức để mô tả sự phân bố điện tích trong các lớp perovskite và các phối tử hữu cơ và sự chênh lệch mức năng lượng có thể được xác định chính xác bằng cách lắp phổ PL phụ thuộc nhiệt độ tại chỗ."

    Các nhà nghiên cứu cũng đã đề xuất một chiến lược "đo áp suất" cho phép kiểm soát nhiều trạng thái phát xạ trong một vật liệu duy nhất.

    Đối với các chất bán dẫn perovskite và vdWs 2D này thể hiện các phản ứng áp suất khác nhau của các đơn vị tòa nhà, xử lý áp suất không chỉ cung cấp một cách hiệu quả và sạch sẽ để điều chế mạng của chúng mà còn mang lại cơ hội mới để đạt được các đặc tính điện tử có thể định cấu hình với các trạng thái và dải tần có thể chỉ định sự liên kết.

    Người ta tin rằng các nguyên tắc được trình bày trong công trình này có thể đóng vai trò như một kế hoạch chi tiết cho việc thiết kế, sản xuất và tinh chỉnh nhiều cấu trúc bán dẫn chức năng khác nhằm đạt được hiệu suất cao bằng cách điều khiển các trạng thái cạnh dải và phân bố điện tích giao diện.

    Thông tin thêm: Songhao Guo và cộng sự, Định cấu hình lại trạng thái biên dải và phân bố điện tích của perovskite 2D kết hợp bán dẫn hữu cơ thông qua kiểm tra áp suất, Science Advances (2022). DOI: 10.1126 / sciadv.add1984

    Thông tin tạp chí: Tiến bộ Khoa học

    Cung cấp bởi Trung tâm Nghiên cứu Tiên tiến Khoa học & Công nghệ Cao áp

    Zalo
    Hotline