Transiciones estructurales controladas cinéticamente en perovskitas basadas en haluros en capas: un enfoque para...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física de la materia condensada
• Química del estado sólido

Sus antecedentes:

• Las perovskitas orgánicas-inorgánicas híbridas bidimensionales (HOIP) son prometedoras para la espintrónica debido a la división del espín.
• Lograr una división de espín significativa y controlar la ruptura de simetría de inversión en HOIP sigue siendo un desafío.
• Los métodos existentes para controlar la ruptura de simetría en los HOIP son limitados.

Objetivo del estudio:

• Investigar la modulación de las propiedades estructurales y electrónicas en los HOIP a través de transiciones estructurales inducidas por la temperatura.
• Explorar el papel de la velocidad de enfriamiento en el control de la ruptura de simetría de inversión y la transferencia de quiralidad.
• Demostrar un método para ajustar la división de espín en HOIP para aplicaciones espintrónicas.

Principales métodos:

• Utilizado (S-2-MeBA) 2PbI4 como un sistema modelo para el estudio de las transiciones estructurales inducidas por la temperatura.
• Se utilizó calorimetría ultra rápida para determinar los tiempos de relajación estructural.
• Cálculos aplicados de la teoría funcional de la densidad (DFT) para analizar la estructura de la banda electrónica y la división del espín.

Principales resultados:

• Se observó una transición estructural inducida por la temperatura a ~ 180 K en (S-2-MeBA) 2PbI4, alterando la ruptura de simetría de inversión.
• La velocidad de enfriamiento dicta la ocurrencia de la transición estructural: el enfriamiento lento lo induce, mientras que el apagado rápido lo inhibe.
• La fase a baja temperatura exhibe una división de espín más significativa que la fase a temperatura ambiente, confirmada por DFT.
• El control cinético sobre las transiciones de fase permite cambiar entre estados distintos con diferentes distorsiones estructurales.

Conclusiones:

• El control cinético de las transiciones de cristal a cristal a través del ciclo térmico puede modular efectivamente la división del espín en los HOIP.
• Este enfoque proporciona una nueva vía para el desarrollo de dispositivos espintrónicos.
• Las transiciones de fase lentas en los HOIP se pueden explotar para cambiar y controlar los fenómenos físicos que dependen de las distorsiones estructurales y la simetría de la celosía.