La carte des coordonnées des couleurs illustre les couleurs de la lumière émise par différentes pérovskites hybrides (avec divers degrés de distorsion structurelle interne) par rapport au blanc pur (correspondant au cercle jaune). L'insert est une photo de la lumière blanche émise par le matériau le plus déformé de l'étude ((abrégé a-(DMEN)PbBr4), également représenté par un cercle bleu sur la carte des couleurs) après stimulation par rayonnement ultraviolet. Crédit :Département américain de l'Énergie
Changer la façon dont nous éclairons nos maisons et nos bureaux pourrait économiser de l'énergie, mais les nouvelles technologies d'éclairage nécessitent de nouveaux matériaux avec les bonnes propriétés. Des matériaux appelés pérovskites hybrides pourraient être essentiels pour rendre le changement possible. Les scientifiques ont découvert que la modification de la longueur des petits ions espaceurs situés entre les couches internes de la pérovskite manipule la structure, déformer les couches pour ressembler à du carton ondulé. L'entretoise la plus courte étudiée a conduit à la structure la plus déformée. La structure émettait de la lumière blanche, comparable aux lampes fluorescentes commerciales.
Un nouvel outil de conception basé sur la compréhension de la manière dont les espaceurs modifient la lumière émise pourrait conduire à de nouveaux matériaux. Ces matériaux pourraient être la clé des diodes électroluminescentes de nouvelle génération et d'autres dispositifs qui interconvertissent la lumière et l'électricité, y compris les cellules solaires.
Les pérovskites 2D émettant de la lumière blanche sont attrayantes en raison de leur faible coût et de leur accordabilité. En utilisant différentes longueurs d'espaceurs organiques difonctionnels, une série de nouvelles pérovskites hybrides de bromure de plomb organique-inorganique ont été synthétisées par des chercheurs de la Northwestern University. La modification de la longueur des ions organiques chargés positivement (cations) induit une distorsion des couches inorganiques de pérovskite 2-D dans le matériau, faire en sorte que les couches prennent une structure ondulée ou ondulée. Au fur et à mesure que la distorsion causée par les différentes longueurs de cations augmente, la bande passante de fréquence et la durée de vie de l'émission photoluminescente des matériaux augmentent. Ayant la plus grande distorsion interne de tous les matériaux préparés dans cette étude, le composé a-(DMEN)PbBr4 émet une lumière blanche avec un indice de rendu des couleurs de 73, qui est similaire à une source de lumière fluorescente commerciale.
Cette corrélation entre la structure et les propriétés démontre que les structures cristallines des pérovskites hybrides organiques-inorganiques peuvent être manipulées pour régler la bande passante et la durée de vie de l'émission photoluminescente en faisant varier l'étendue de la distorsion de la couche inorganique. Avec un choix abondant de molécules organiques disponibles, de nombreux nouveaux matériaux de pérovskite passionnants peuvent être préparés, conduisant à une compréhension encore plus approfondie de la science de ces matériaux et ayant un impact sur les applications optoélectroniques telles que l'éclairage à semi-conducteurs.
