Diversidad estructural en las perovskitas híbridas de bromuro de plomo emisoras de luz blanca

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química del estado sólido
• Optoelectrónica y sus derivados

Sus antecedentes:

• Las perovskitas halogenadas híbridas orgánicas e inorgánicas son prometedoras para la optoelectrónica.
• El bromuro de plomo y las perovskitas de cloruro muestran emisión de luz blanca de excitones autoatrapados (STEs).

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y caracterizar nuevas perovskitas híbridas de bromuro de plomo con estructuras diversas.
• Investigar la relación entre la diversidad estructural, las propiedades electrónicas y la luminiscencia.
• Explorar el potencial de estos materiales para aplicaciones optoelectrónicas.

Principales métodos:

• Difracción de rayos X de un solo cristal
• Espectroscopia Raman de baja frecuencia
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT)
• Espectroscopia de fotoemisión
• Mediciones de la fotoluminiscencia dependientes de la temperatura

Principales resultados:

• Perovskitas híbridas estructuralmente diversas de bromuro de plomo (1D, 2D, 3D) con huecos de banda ajustables (2.923.50 eV).
• Se observó una correlación entre la conectividad de los octaedros PbBr6 y la energía de la brecha de banda: compartimiento de esquinas < compartimiento de bordes < compartimiento de caras.
• Los cálculos de DFT revelaron la dependencia de la estructura electrónica en la conectividad de los octaedros.
• Energías de banda de valencia constantes identificadas y energías de banda de conducción variables en los compuestos.
• Los compuestos 1D exhibieron tanto la emisión de excitón libre como la de STE, con (2,6-dmpz) 3Pb2Br10 mostrando el mayor rendimiento cuántico de fotoluminiscencia (12%).

Conclusiones:

• La diversidad estructural en las perovskitas híbridas de bromuro de plomo influye significativamente en sus propiedades optoelectrónicas.
• La estructura 1D de (2,6 dmpz) 3Pb2Br10 facilita una relajación eficiente del portador de carga y un alto rendimiento cuántico de fotoluminiscencia.
• Estos hallazgos ofrecen vías para diseñar nuevos materiales de perovskita para dispositivos optoelectrónicos avanzados.