Tre team av forskare vid Clemson University har gått samman för att reda ut några av mysterierna kring perovskit nanokristaller, som är halvledare med många tillämpningar, inklusive lysdioder, lasrar, solceller och fotodetektorer.

En forskningsartikel med titeln "Korrelationen mellan fasövergång och fotoluminescensegenskaper hos CsPbX ₃ (X=Cl, Br, I) perovskite nanokristaller" dök nyligen upp i Framsteg i nanoskala , en öppen tidskrift publicerad av Royal Society of Chemistry. Artikelns huvudförfattare är Jun Yi, som var en student som arbetade med Apparao Rao, Robert Adger Bowen professor i fysik vid Clemson University.

"Vi är alltid på jakt efter studenter för att arbeta med projekt, sa Rao, en professor vid College of Sciences institution för fysik och astronomi och chef för Clemson Nanomaterials Institute. "Jun startade det här projektet för ungefär ett år sedan, och våra team arbetade tillsammans och slutade med ett trevligt arbete. Faktiskt, tidskriften visade vårt arbete på baksidan."

Rao sa att Yi kunde vara kontakt mellan Raos team och ett team ledd av Jianbo Gao, biträdande professor i fysik och astronomi; och ett tredje lag, ledd av Hugo Sanabria, en docent i fysik och astronomi.

Rao och Gao förklarade att deras gemensamma intressen för de små nanokristallerna är fokuserade på materialets optiska egenskaper och tillämpningar.

"Jianbos team och mitt team har ett gemensamt intresse av att utveckla nanokristaller för att producera bättre solceller, Lysdioder — sånt där, " sa Rao. "I grund och botten, de tre teamen hade den nödvändiga instrumenteringen för att slutföra studien." Studien har relevans för applikationer som redan har hittat sin väg in i våra liv, enligt Gao.

"Den här tekniken används flitigt. Till exempel, du kan hitta den på Costco eller Walmart eftersom den finns i kvantprickarna som Samsung använder i sin QLED-TV, " sa Gao.

Författarna noterade i tidningen att perovskit-nanokristaller "drar mycket uppmärksamhet på grund av deras unika avstämbara optiska egenskaper."

Med dessa speciella nanokristaller, teamens forskning handlade om en fasövergång, ett av de mest grundläggande fysikaliska fenomenen i fasta tillståndets fysik, som kan påverka det elektriska, optisk, magnetisk, mekaniska och kemiska egenskaper hos material. Med hjälp av tillverkade nanokristaller, till viss del, av antingen klor, brom eller jod, forskarna upptäckte att när de utsätts för värme, de klorbaserade nanokristallerna betedde sig annorlunda än de jodid- eller brombaserade nanokristallerna.

"Det fick oss att fundera på vad orsaken kan vara, " sa Rao.

Uppsatsen drog slutsatsen att teamens forskning ger "en djupare insikt i effekten av fasövergång på lågtemperaturfotofysiken hos perovskitmaterial."

"Vi lade ut grunden och kopplade ihop punkterna, " sa Gao.

Ironiskt, tidningen var inte färdig förrän Yi hade återvänt till sitt hem i Kina.

"Vi var förvånade ett tag, " sa Gao.

"Utan denna elev, vi kunde inte ha uppnått detta forskningsprojekt. Han höjde nivån på tidningen, " tillade Rao.