Ученые объяснили излучение видимого света 2D-перовскитами

Международная команда исследователей выяснила, как двумерные перовскиты излучают свет видимого спектра. Открытие может привести к созданию новых устройств.

Феномен был обнаружен 3 года назад, сообщает eurekalert.org. Тогда ученые сообщили, что двумерные перовскиты, состоящие из свинца, цезия и бромида, излучают яркий зеленый свет. Кристаллы, работающие в таком спектре, очень интересуют экспертов. Зеленый свет легко преобразовать в красный или синий – полезное свойство для оптических и других систем, вроде диагностического оборудования. Но ученые не приходили к согласию, как кристаллы из CsPB2Br5 производят такое излучение.

Исследователи из США, Мексики и Китая, работавшие под руководством инженера Хьюстонского университета, нашли ответ. Использовав камеру высокого давления с алмазной наковальней, ученые определили механизм излучения и способ, как его воссоздать.

Выводы проекта представлены в Advanced Materials.

Ученые синтезировали кристаллы CsPB2Br5 из CsPbBr3. Они выяснили, что причиной излучения является небольшое разрастание нанокристаллов первого материала по краям новой структуры. CsPbBr3 имеет трехмерную архитектуру и светится зеленым под ультрафиолетом. Новый материал, CsPB2Br5, слоистый и оптически неактивный.

«Теперь, поняв механизм, мы можем его воссоздать, — сказал адъюнкт-профессор Хьюстонского университета, Цзимин Бао, ответственный автор работы. – Оба кристалла имеют одинаковый химический состав, как алмаз и графит, но отличаются по оптическим и электронным свойствам. Люди смогут использовать материалы для создания новых устройств».

Потенциальные области применения варьируются от солнечных батарей, до светодиодов и другой электроники.

Бао начал работать над проблемой в 2016-м. Проект включал 19 исследователей из Хьюстонского университета, учреждений Мексики и Китая. На тот момент считалось, что кристаллы цезия излучают зеленый свет из-за дефекта (в основном, недостатка брома) или случайных изменений. Ученые показали, что синтез кристаллов за счет погружения порошка CsPbBr3 в воду, дает более острые края и сильное излучение. Сам по себе материал нестабилен. Но его можно использовать в виде окантовки на новых кристаллах.