Перовскит нанокристаллы дают надежду на улучшение широкого спектра оптоэлектронных устройств-от лазеров до светоизлучающие диоды (Сид) … но проблемы с их долговечность по-прежнему ограничивают широкую коммерческую материала использовать.
Исследователи из Технологического института Джорджии продемонстрировали новаторский подход, направленный на решение проблемы долговечности материала: обшивка Перовский внутри-двухслойная система защиты изготовлен из пластика и кремния.
В исследовании, опубликованном ноября. 29 в журнале Science прогресс, научно-исследовательская группа описывает многоэтапный процесс, чтобы произвести заключенная перовскита нанокристаллов, которые представляют сильное сопротивление к деградации во влажной среде.
«Перовский нанокристаллов, сильно подвержены деградации, особенно когда они вступают в контакт с водой», — сказал Zhiqun Лин, профессор технической школы Грузии материаловедения и инженерии. «Этот двойной скорлупой система обеспечивает два уровня защиты, позволяя каждый нанокристалл, чтобы оставаться обособленным, отдельным подразделением, достижение максимального объема площади поверхности и другие физические характеристики перовскита, необходимых для оптимизации оптоэлектронных применений.»
Термин перовскита относится к кристаллической структуре материал, который обычно состоит из трех частей: двух катионов разных размеров и анионов между ними. В течение многих десятилетий, исследователи протестировали замещения различных химических веществ в структуру для достижения уникальных характеристик. В частности, перовскитах, содержащих галоидные соединения, такие как бром и йод могут действовать как легкие амортизаторы и излучателей.
Для этого исследования, которое было поддержано ВВС Управления научных исследований, Национальный научный фонд, Агентство по уменьшению угрозы минобороны, и Министерство энергетики, Лина групп работал с одним из самых распространенных галоидных конфигурации, которая образуется из метиламмония, свинец и бром.
Их процесс предполагает в первую очередь формирование звезды-образный пластиковый молекул, которые могли бы служить «нанореакторах» рост 21 полимерных оружия на простые молекулы сахара. Потом, когда химические вещества-прекурсоры для кремния и перовскита нанокристаллов загружаются на пластиковые молекулы, несколько этапов химических реакций получения окончательной системы.
После того, как звезда-образный пластиковый сыграла свою роль в качестве нанореакторов при, звезда-образные компоненты остаются постоянно прикрепленными, почти как волос, кремнезема, который окружает перовскита. Затем волосики служат в качестве первого слоя защиты, отталкивать воду и предотвращать нанокристаллов от слипания вместе. Последующий слой кремнезема добавляет дополнительную защиту должны любой воде пройти водоотталкивающие пластиковые волосы.
«Синтез и применение перовскита нанокристаллов были быстро развивающейся области исследований за последние пять лет», — сказал он Яньцзе, соавтор бумаги и бывший аспирант технологического института Джорджии. «Наша стратегия, основанная на рационально спроектированный в форме звезды пластика в качестве нанореакторов при, обеспечивает беспрецедентный контроль в разработке высококачественных перовскита нанокристаллов со сложной архитектурой, которая недоступна в обычных подходов».
Чтобы проверить материал, исследователи покрыли стеклянные подложки с тонкой пленкой инкапсулированных перовскиты и провели несколько стресс-тестов, включая погружение образца в деионизованной воде. Сияющий ультрафиолетового света на образец, они обнаружили, что свойства фотолюминесцентная в перовскитах не уменьшилась в ходе 30-минутного теста. Для сравнения, исследователя также погружается декапсулировать перовскитов в воде и наблюдали, как их фотолюминесценции исчез в считанные секунды.
Лин сказал, новый способ открывает возможность тюнинга поверхностные свойства двойной скорлупой нанокристаллических для повышения ее результативности в более широкий диапазон применения. Процесс изготовления нового перовскита нанокристаллов от звезды-образный пластиковый тоже был уникальным в том, что она использовала низко-Точка кипения растворителей с низкой токсичностью. Будущие исследования могут быть сосредоточены на развитии различных систем перовскита нанокристаллов, в том числе все-неорганических перовскитов, двойные перовскиты, и допированных перовскитах.
«Мы предполагаем, что это типа перовскита нанокристаллических окажется очень полезным для создания прочной оптико-электронные приборы для биоимаджинга, биосенсоры, оптические датчики, и детекторы излучения, а также следующие светодиодов нового поколения, лазеров и сцинтилляторов», — сказал Лин. «Это потому, что эти волосатые перовскита нанокристаллов носить уникальные преимущества, включая высокую дефект терпимости, узкие диапазоны излучения и высокой сцинтилляционной эффективности».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!