Les pérovskites aux halogénures de plomb peuvent être transformées en dispositifs optoélectroniques grâce à des dépôts de solution à faible coût, mais ces approches laissent souvent de nombreux défauts de piégeage de charge dans la pérovskite. L'amélioration continue des performances de ces dispositifs optoélectroniques est nécessaire pour surmonter le problème des goulots d'étranglement. La densité des défauts (y compris les défauts de surface et les défauts de volume) dans les pérovskites est un paramètre clé qui limite les performances de ces matériaux.

Pour contrôler les défauts de surface, une méthode largement étudiée consiste à passiver et guérir les défauts par un procédé d'ingénierie de surface, qui peut être obtenu en ajoutant une variété d'additifs, y compris le bromure de méthyle d'ammonium, bromure de guanidinium, iodure de potassium-18, iodure de phénéthyle, poly(3-hexylthiophène-2, 5-diyle), choline iodée, et le tétrafluoroborate de 1-butyl-3-méthylimidazolium. Cependant, cette méthode nécessite un contrôle précis de la quantité des additifs, l'ordre d'addition, et le temps de réaction, ce qui rend ce processus compliqué et entraîne un risque élevé de perte. Pour régler les défauts de volume, une stratégie connue consiste à irradier des pérovskites avec de la lumière ultraviolette à haute énergie, lumière du soleil, lumière proche infrarouge, etc. Cette stratégie nécessite un temps de réparation long et entraîne parfois des dommages irréversibles sur les matériaux, ce qui complique le processus. Par conséquent, des voies très efficaces et pratiques pour réguler les défauts des pérovskites sont encore nécessaires.

Dans un nouvel article publié dans Science de la lumière et applications , l'équipe de scientifiques, dirigé par le professeur agrégé Weili Yu, Professeur Chunlei Guo du Laboratoire de photonique, Laboratoire Clé d'Etat d'Optique Appliquée, Institut d'optique de Changchun, Mécanique fine et physique, Académie chinoise des sciences et professeur Qingfeng Dong du State Key Laboratory of Supramolecular Structure and Materials, L'Université de Jilin a développé conjointement une technique (ingénierie de régulation de tension) pour modifier la population de défauts des cristaux de pérovskite sans nécessiter d'additifs chimiques.

L'équipe a utilisé des sondes pour appliquer un champ électrique à la surface d'un échantillon de pérovskite pour aider à déplacer les charges injectées dans les sites défectueux avec un degré élevé de contrôle, ainsi que les propriétés optiques et électriques de l'échantillon de pérovskite. De plus, les populations de défauts optimisées ont permis à la pérovskite de jouer le rôle de dispositif memristor, capable d'activer plusieurs états de résistance.

Ces scientifiques résument le principe opérationnel de l'ingénierie de régulation de tension :« L'ingénierie de régulation de tension en tant que stratégie efficace peut réguler les défauts des pérovskites et influencer son transport dynamique de porteurs. Les charges injectées agissant comme une base de Lewis peuvent être piégées par des défauts de plomb dans la couche de surface. et passiver davantage les défauts profonds de type donneur à l'intérieur des pérovskites. ces défauts « guéris » ne piègent plus les porteurs, et la probabilité de recombinaison du rayonnement dans les pérovskites est améliorée, qui améliorent encore ses propriétés optiques et électriques.

"Ce travail fournit un nouvel aperçu de la flexibilité de la densité de défauts des pérovskites, et la régulation de tension est une méthode d'ingénierie efficace pour régler non seulement la densité de défauts mais aussi la durée de vie du porteur, Intensité et résistance PL. Ces travaux permettront d'améliorer l'optimisation des dispositifs optoélectroniques à base de monocristaux de pérovskites, ", ont ajouté les chercheurs.