Fig. 1 :Propriétés morphologiques et optiques des PNC FAPbBr3. Extrait de :La dynamique vibrationnelle cohérente révèle l'anharmonicité du réseau dans les nanocristaux de pérovskite aux halogénures organiques et inorganiques
Des chercheurs de Skoltech et de Ludwig Maximilians-Universität (LMU) en Allemagne ont étudié les propriétés fondamentales des nanocristaux de pérovskite aux halogénures, une classe prometteuse de matériaux optoélectroniques. En combinant théorie et expérience, ils ont pu montrer et expliquer un lien complexe entre la composition, dynamique de réseau induite par la lumière, et la stabilité des matériaux. L'article a été publié dans la revue Communication Nature .
Les nanocristaux de pérovskite (PNC) sont des nanocristaux semi-conducteurs qui, grâce à leurs propriétés uniques, ont trouvé de nombreuses applications en optoélectronique, par exemple, dans les lasers et les LED. Les PNC ont un rendement quantique de photoluminescence beaucoup plus élevé que les matériaux en vrac. De plus, à l'échelle nanométrique, le confinement quantique peut être atteint, qui pourrait être utilisé comme moyen supplémentaire pour régler les propriétés optiques de ces matériaux. Les pérovskites aux halogénures métalliques ont des propriétés électroniques qui rendent les propriétés optiques des nanocristaux fabriqués à partir de ces matériaux plus tolérantes aux défauts que d'autres matériaux semi-conducteurs.
Professeur adjoint au Skoltech Center for Energy Science and Technology (CEST) Sergey Levchenko et ses collègues ont utilisé la modélisation atomistique pour expliquer les résultats de la spectroscopie femtoseconde pompe-sonde, une méthode qui permet d'observer la dynamique du réseau en temps réel. Ils ont étudié la dynamique vibrationnelle du réseau cohérent - comment la structure atomique des PNC évolue après excitation avec une impulsion laser d'une durée plus courte que la période des modes vibrationnels - pour les PNC hybrides aux halogénures.
Fig. 2 :Dynamique vibrationnelle des paquets d'ondes. Extrait de :La dynamique vibrationnelle cohérente révèle l'anharmonicité du réseau dans les nanocristaux de pérovskite aux halogénures organiques et inorganiques
Ils ont trouvé, entre autres, que le transfert d'énergie entre les modes vibrationnels dans les nanocristaux de pérovskite à base d'iode est beaucoup plus prononcé que dans ceux à base de brome en raison d'une différence d'interaction entre la charpente inorganique et la fraction organique dans les PNC aux halogénures organiques-inorganiques.
« Ces résultats ouvrent la voie à un contrôle rationnel des propriétés fondamentales de ces PNC, incluant le transfert d'énergie lors de l'excitation optique et la relaxation des porteurs de charge, via des changements de composition, " dit Levchenko.
