Perovskitas dobles de brecha de banda indirecta a directa con emisión de luz blanca brillante: decodificación de la...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las perovskitas híbridas de plomo y haluro en capas emiten luz blanca, pero contienen plomo tóxico y son solubles en agua.
• Las perovskitas dobles halogenadas sin plomo (HDP) presentan una alternativa prometedora con rendimientos cuánticos de fotoluminiscencia mejorados (PLQY).

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar los nuevos Bi³⁺/In³⁺ Cs₂Bi_1-xIn_xAgCl₆ HDP para la emisión de luz blanca.
• Investigar la correlación entre las propiedades estructurales y las características ópticas de estos HDP.
• Demostrar la utilidad de la espectroscopia de RMN en estado sólido para elucidar las estructuras atómicas locales.

Principales métodos:

• Síntesis de Cs₂Bi_1-x en las soluciones sólidas de AgCl₆ HDP.
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para el análisis de la brecha de banda.
• Espectroscopia de fotoluminiscencia (PL) para determinar las propiedades de emisión y los PLQY.
• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) de estado sólido (incluido el campo ultraalto) para sondear entornos atómicos locales.
• Difracción de rayos X para el análisis estructural.

Principales resultados:

• Desarrollados HDPs que exhiben emisión de luz blanca de banda ancha sintonizables en todo el espectro visible (centrado a 600 ± 30 nm).
• Se ha alcanzado un PLQY máximo de 34 ± 4% para Cs₂Bi_0.085In_0.915AgCl₆.
• Los cálculos de DFT predijeron un cruce de brecha de banda indirecta y directa en x > 0,50.
• La RMN en estado sólido confirmó un alto grado de ordenamiento del sitio B' (III) / B' (I) y reveló una mezcla catiónica aleatoria de Bi3 + / In3 +.
• La combinación de XRD, RMN y DFT aclaró las propiedades estructurales de largo y corto alcance.

Conclusiones:

• Cs₂Bi_1-xIn_xAgCl₆ Los HDP son materiales efectivos sin plomo para la emisión de luz blanca con propiedades ópticas ajustables.
• La RMN en estado sólido es una herramienta poderosa para comprender las estructuras atómicas locales en HDP mixtos catiónicos.
• Este estudio avanza en la comprensión de las relaciones estructura-propiedad en nuevos emisores de luz blanca de estado sólido.