Perovskite agli alogenuri metallici per il prossimo

Centro editoriale leggero, Istituto di ottica di Changchun, meccanica e fisica fine, CAS

immagine: Perovskiti ad alogenuri metallici sotto i riflettori: punto di svolta per l'optoelettronica di prossima generazione.vedere di più

Crediti: di He Dong, Chenxin Ran, Weiyin Gao, Mingjie Li, Yingdong Xia, Wei Huang

Le perovskiti ad alogenuri metallici (MHP) sono emerse come stelle nascenti nel campo dell'optoelettronica negli ultimi dieci anni. Le tecnologie optoelettroniche all'avanguardia basate su MHP, come le celle solari alla perovskite (PSC), i diodi a emissione di luce (LED), i fotorilevatori (PD) e i laser, hanno guidato il paradigma prevalente grazie alle intriganti proprietà optoelettroniche di MHP. Inoltre, gli MHP possiedono i meriti di un'elaborazione facile ed economica e di caratteristiche ottiche ed elettroniche sintonizzabili favorevoli, fornendo un terreno ricco e fertile per lo sviluppo di dispositivi optoelettronici multifunzionali ad alte prestazioni e la loro futura industrializzazione.

In un nuovo articolo pubblicato su eLight, un team di scienziati guidati dal professor Wei Huang del Frontiers Science Center for Sustainable Electronics, dell'Istituto di elettronica flessibile di Xi'an, della Northwestern Polytechnical University, Cina, del Laboratorio chiave di elettronica flessibile e dell'Istituto di materiali avanzati, La Nanjing Tech University, Cina, il Key Laboratory for Organic Electronics & Information Displays e l'Istituto di materiali avanzati, Nanjing University of Posts and Telecommunications, e i loro collaboratori hanno fornito un quadro panoramico sulle caratteristiche optoelettroniche degli MHP e sul loro impatto rivoluzionario sul prossimo futuro. optoelettronica di prima generazione. Per prima cosa esaminano le tappe storiche della ricerca sugli MHP e sui loro dispositivi optoelettronici. Successivamente, introducono l'origine delle caratteristiche optoelettroniche uniche degli MHP, in base alle quali viene evidenziata la sintonizzabilità di queste caratteristiche attraverso la regolazione della fase, dimensionalità, composizione e geometria degli MHP. Quindi, mostrano che grazie al comodo controllo delle proprietà degli MHP, è possibile progettare vari dispositivi optoelettronici con prestazioni target. Infine, sottolineano le applicazioni rivoluzionarie dei dispositivi basati su MHP sui sistemi optoelettronici esistenti. Questa prospettiva mira a fornire una guida critica per ispirare le nuove direzioni di ricerca degli MHP per promuovere l'applicazione diffusa degli MHP nell'optoelettronica.

Le caratteristiche uniche degli MHP derivano dalla loro struttura cristallina e dalla composizione chimica, che consente una flessibilità senza precedenti per regolare in modo indipendente e sinergico le proprietà optoelettroniche degli MHP, ponendo una base importante affinché gli MHP possano essere applicabili a varie applicazioni optoelettroniche, tra cui celle solari, LED, PD e laser. Questi scienziati evidenziano le proprietà optoelettroniche uniche degli MHP:

"Di fondamentale importanza, le configurazioni elettroniche intrinseche degli MHP sono l'origine diretta delle loro proprietà optoelettroniche uniche, tra cui elevato assorbimento ottico, elevata mobilità dei portatori, elevate tolleranze ai difetti, lunghe lunghezze di diffusione, trasporto di carica ambipolare unico e girabilità flessibile. Riassumiamo i meriti degli MHP concentrandosi sul controllo preciso delle proprietà optoelettroniche regolando la struttura degli MHP, comprese fase, dimensionalità, composizione e geometria"

"Si prevede che gli MHP forniranno un contributo indispensabile alle tecnologie rivoluzionarie avanzate che potrebbero apportare benefici all'umanità, come il sistema di integrazione funzionale, il sistema di visualizzazione delle informazioni, il sistema di comunicazione elettronica e il sistema sanitario e medico." hanno aggiunto.

"Le perovskiti ad alogenuri metallici (MHP), emergenti come materiali semiconduttori innovativi e promettenti con importanti proprietà optoelettroniche, hanno aperto la strada a una nuova era di gestione della luce (che spazia dall'emissione, all'assorbimento, alla modulazione, alla trasmissione) per la tecnologia optoelettronica di prossima generazione. Per promuovere l’utilizzo su larga scala degli MHP, ci sono ancora molti problemi tecnici da superare, come problemi di stabilità e tossicità, e sono necessari ingenti investimenti per avviare la costruzione di optoelettronica basata su MHP. Nel prossimo decennio gli MHP saranno sotto i riflettori nell’era della “luce”.” prevedono gli scienziati.