Trois équipes de chercheurs de l'Université de Clemson ont uni leurs forces pour percer certains des mystères entourant les nanocristaux de pérovskite, qui sont des semi-conducteurs avec de nombreuses applications, y compris les LED, laser, cellules solaires et photodétecteurs.

Un article de recherche intitulé "La corrélation entre la transition de phase et les propriétés de photoluminescence de CsPbX 3 (X=Cl, Frère, I) les nanocristaux de pérovskite" sont récemment apparus dans Avancées à l'échelle nanométrique , une revue en libre accès publiée par la Royal Society of Chemistry. L'auteur principal de l'article est Jun Yi, qui était un étudiant travaillant avec Apparao Rao, le professeur de physique Robert Adger Bowen à l'Université de Clemson.

"Nous sommes toujours à la recherche d'étudiants pour travailler sur des projets, " dit Rao, professeur au département de physique et d'astronomie du College of Science et directeur du Clemson Nanomaterials Institute. "Jun a commencé ce projet il y a environ un an, et nos équipes ont travaillé ensemble et ont abouti à un beau travail. En réalité, le journal présentait notre travail sur sa quatrième de couverture."

Rao a déclaré que Yi était capable d'assurer la liaison entre l'équipe de Rao et une équipe dirigée par Jianbo Gao, professeur adjoint de physique et d'astronomie; et une troisième équipe, dirigé par Hugo Sanabria, professeur agrégé de physique et d'astronomie.

Rao et Gao ont expliqué que leurs intérêts communs dans les minuscules nanocristaux se concentrent sur les propriétés optiques et les applications du matériau.

"L'équipe de Jianbo et mon équipe ont un intérêt commun à faire progresser les nanocristaux pour produire de meilleures cellules solaires, LED—des choses comme ça, " dit Rao. " En gros, les trois équipes disposaient de l'instrumentation nécessaire pour mener à bien l'étude. "L'étude est pertinente pour les applications qui ont déjà trouvé leur place dans nos vies, selon Gao.

« Cette technologie est largement utilisée. Par exemple, vous pouvez le trouver chez Costco ou Walmart car il est présent dans les points quantiques que Samsung utilise dans son téléviseur QLED, " dit Gao.

Les auteurs ont noté dans l'article que les nanocristaux de pérovskite "attirent beaucoup d'attention en raison de leurs propriétés optiques accordables uniques".

Avec ces nanocristaux particuliers, les recherches des équipes ont porté sur une transition de phase, l'un des phénomènes physiques les plus fondamentaux de la physique du solide, qui peut influencer l'électricité, optique, magnétique, propriétés mécaniques et chimiques des matériaux. A l'aide de nanocristaux constitués, en partie, de chlore, brome ou iode, les chercheurs ont découvert que, lorsqu'il est exposé à la chaleur, les nanocristaux à base de chlore se sont comportés différemment des nanocristaux à base d'iodure ou de brome.

"Cela nous a fait réfléchir à ce que pourrait être la raison, " dit Rao.

L'article a conclu que les recherches des équipes fournissent "un aperçu plus approfondi de l'effet de la transition de phase sur la photophysique à basse température des matériaux pérovskites".

"Nous avons posé les bases et relié les points, " dit Gao.

Ironiquement, le papier n'était pas terminé jusqu'à ce que Yi soit rentré chez lui en Chine.

"Nous avons été perplexes pendant un certain temps, " dit Gao.

"Sans cet élève, nous n'aurions pas pu réaliser ce projet de recherche. Il a élevé le niveau du papier, " ajouta Rao.