Pages Menu
TwitterRssFacebook
Categories Menu

Posted on 15.11.21 in Inštituti

S stabilizacijo svinčevih perovskitov v kovinsko-organskem steklu do boljše LED razsvetljave ter odpornejših zaslonov pametnih telefonov

S stabilizacijo svinčevih perovskitov v kovinsko-organskem steklu do boljše LED razsvetljave ter odpornejših zaslonov pametnih telefonov

Raziskovalca Kemijskega inštituta dr. Andraž Krajnc in prof. dr. Gregor Mali, sta sodelovala v mednarodni raziskovalni skupini, ki je razvila prebojno tehnologijo za izdelavo naslednje generacije kompozitnega stekla, uporabnega pri izdelavi svetlečih diod LED, pametnih telefonov ter televizijskih in računalniških zaslonov. Študija, ki je odličen primer, kako lahko izsledki raziskav vodijo k uporabnosti v vsakdanjem življenju, je bila objavljena v eni najbolj prestižnih znanstvenih revij Science. Dosežek je sicer plod sodelovanja Kemijskega inštituta z uglednimi tujimi raziskovalnimi ustanovami, kot so Univerze v Queenslandu, Leedsu, Parizu, Cambridgeu in druge.

V študiji predstavljeni materiali so kompoziti kristalnih svinčevih perovskitov in kovinsko-organskih stekel. Svinčevi perovskiti so minerali, ki so znani po tem, da lahko ujamejo svetlobo in shranjujejo energijo kot nekakšne miniaturne sončne celice. Na žalost pa so nanokristali perovskitov izjemno nestabilni, nanje vpliva svetloba, toplota, zrak, voda. Raziskovalcem zgoraj omenjene mednarodne skupine pa je uspelo razviti inovativen postopek za vezavo nanokristalov v porozno steklo. To je ključno za stabilizacijo in povečanje učinkovitosti teh mineralov, ki bodo s pomočjo nove tehnologije le še bolj in vsestransko uporabni. Uporabili jih bodo lahko pri izdelavi televizijskih zaslonov s še večjo svetilnostjo in kontrastom, ali pa denimo pri zasnovi stekel za zaslone mobilnih telefonov, ki bodo tako občutno manj lomljivi.

Svinčevi perovskiti, kot sta cezij-svinčev jodid in cezij-svinčev bromid, imajo izjemne optoelektronske lastnosti, zaradi katerih bi z njimi lahko izdelovali svetlejše in cenejše svetlobne diode LED. Žal izkoriščanje perovskitov v praksi močno omejuje njihova nestabilnost v polarnih topilih oziroma okoljih. V takšnih okoljih perovskiti preidejo v optično neaktivne oblike, iz njih pa se tudi začnejo izločati svinčevi ioni.

Avtorji raziskave so pokazali, da lahko črno, fotoaktivno obliko cezij-svinčevega jodida učinkovito stabiliziramo s pripravo kompozita s sintranjem v kovinsko-organskem steklu. Dobljeni kompozit je izkazal vsaj dva reda velikosti intenzivnejšo fotoluminiscenco kot čisti perovskit. Jakost fotoluminiscence kompozitnega materiala se je tudi po 10 000 urah izpostavljenosti vzorca vodnemu okolju obdržala pri 80% začetne jakosti. S pripravo kompozitov, v katerih so spreminjali delež joda in broma v perovskitnem delu (CsPbIxBr3-x), so avtorji lahko skoraj poljubno spreminjali valovno dolžino izsevane svetlobe v celotnem območju vidne svetlobe.

Dr. Andraž Krajnc in prof. dr. Gregor Mali s Kemijskega inštituta sta k študiji prispevala pomembne meritve z jedrsko magnetno resonanco (NMR). Z analizami NMR spektrov cezijevih jeder sta potrdila fazno čistost v kompozit vgrajenih perovskitov in pokazala, da obstaja tesen površinski stik med nanokristali perovskita in obdajajočim kovinsko-organskim steklom.

Njun prispevek je jasen pokazatelj, da so v ozadju razvoja novih materialov vedno tudi poglobljene raziskave zgradbe in mehanizmov delovanja teh materialov. Le s tako pridobljenim znanjem lahko razumemo, zakaj so nekateri materiali boljši od drugih, in nato načrtujemo še boljše.

Povezava na članek: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abf4460

Foto: KI

 

Post a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *