Fotoferroeléctricos híbridos multicapa de perovskita de alta temperatura inducidos por aleación de cationes...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las perovskitas híbridas en capas son materiales semiconductores prometedores debido a su ecología y estabilidad.
• El logro de la ferroelectricidad a temperatura superior a la de la habitación en estos materiales sigue siendo un desafío importante.
• Las perovskitas híbridas de múltiples capas ofrecen un potencial de propiedades mejoradas, pero requieren un mayor desarrollo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una perovskita doble híbrida de dos capas respetuosa con el medio ambiente y con ferroelectricidad a temperatura ambiente.
• Investigar la relación entre el diseño molecular, las propiedades ferroeléctricas y el rendimiento fotoeléctrico.
• Establecer un nuevo punto de referencia para las temperaturas de Curie en ferroeléctricos híbridos de perovskita multicapa.

Principales métodos:

• Se utiliza la aleación de cationes aromáticos como estrategia de diseño molecular.
• Sintetizó y caracterizó la perovskita doble híbrida de dos capas (C6H5CH2NH3) 2CsAgBiBr7 (BCAB).
• Utilizó investigaciones computacionales para comprender el origen de la alta temperatura de Curie.

Principales resultados:

• Desarrolló con éxito el BCAB, un fotoferroeléctrico que exhibe ferroelectricidad a temperatura por encima de la temperatura ambiente (T_c ~ 483 K) y una alta polarización de saturación (10,5 μC·cm−2).
• Logró una temperatura de Curie récord para ferroeléctricos híbridos de perovskita multicapa, ampliando el rango de temperatura de funcionamiento.
• Se observó un efecto fotovoltaico masivo significativo (BPVE) con una fotocorriente de sesgo cero de 2,5 μA·cm-2, atribuido a la polarización y las propiedades fotoeléctricas.

Conclusiones:

• La alta temperatura de Curie en BCAB se origina en una barrera de energía de transición de fase alta impulsada por la rotación de cationes aromáticos dentro de las capas inorgánicas.
• BCAB representa un híbrido multicapa de perovskita doble de alta Tc sin precedentes.
• Este trabajo proporciona ideas para diseñar fotoferroeléctricos ecológicos para aplicaciones fotoeléctricas de alto rendimiento.