Controlar las transiciones de fase en perovskitas bidimensionales a través de la aleación de cationes orgánicos

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química del estado sólido
• La cristalografía

Sus antecedentes:

• Las perovskitas de Ruddlesden-Popper (2D) son materiales con propiedades ajustables.
• El control de las transiciones de fase en estos materiales es crucial para aplicaciones avanzadas.
• Los cationes orgánicos alquilo influyen en las propiedades estructurales y térmicas de las perovskitas 2D.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar el control de la temperatura de transición de fase de las perovskitas 2D.
• Investigar la relación entre la longitud del catión orgánico y el comportamiento de la transición de fase.
• Explorar el acoplamiento entre las transiciones de fase de la capa orgánica y la red inorgánica.

Principales métodos:

• La aleación de hexilamonio con cationes de pentilamonio o heptilamonio en proporciones variables.
• Utilizando la dispersión de rayos X de incidencia de pastoreo dependiente de la temperatura (GIWAXS).
• Utilizando espectroscopia de fotoluminiscencia (PL) dependiente de la temperatura.

Principales resultados:

• Ajuste continuo de la temperatura de transición de fase de la perovskita 2D desde 40 hasta -80 °C.
• Acoplamiento demostrado entre la transición de fase de la capa orgánica y la celosía inorgánica.
• Impacto observado en la intensidad y longitud de onda de PL debido a la transición de fase.
• Dinámica de transición de fase y crecimiento asimétrico de fase utilizando cambios de intensidad de PL.

Conclusiones:

• El control preciso de las temperaturas de transición de fase de perovskita 2D es posible a través de la aleación catiónica.
• La transición de fase en la capa orgánica está acoplada a la red inorgánica, afectando las propiedades optoelectrónicas.
• Estos hallazgos ofrecen principios de diseño para el desarrollo de materiales de cambio de fase sólido-sólido y dispositivos de enfriamiento barocalórico.