Prijeđite na glavni sadržaj
  1. Institut Ruđer Bošković
  2. Istraživanja
  3. Projekti
  4. Istraživanje fotofizikalnih svoj...

Istraživanje fotofizikalnih svojstava organsko–anorganskih halidnih materijala pri visokom tlaku

Glavni istraživač

Martina Vrankić, dr. sc.

mvrankic@irb.hr

+385 1 456 1120
Tip projekta
Znanstveno-istraživački projekti
Financijer
Hrvatska akademija znanosti i umjetnosti
Datum početka
1.10.2022.
Datum završetka
1.10.2023.
Status
Završen
Iznos financiranja
2000 HRK
Više informacija
CroRIS stranica projekta

Organsko-anorganski hibridni spojevi privukli su veliku pozornost istraživača u području optoelektroničkih materijala tijekom posljednjeg desetljeća. Kombinacija relativno jednostavne pripreme ove skupine materijala i prilagodljivih optoelektroničkih svojstava1 čini ih prikladnim u konstrukciji različitih, ekonomski vrlo prihvatljivih, optoelektroničkih uređaja (npr. organske svjetlosne diode, solarne ćelije)2-4. Općenito, kao jedni od najviše proučavanih elektrooptičkih materijala, anorganski feroelektrici su našli široku primjenu, u rasponu od senzora i aktuatora do optičkih i memorijskih uređaja5-9. S druge strane, nedvojbena je činjenica da pojedini organsko-anorganskih hibridni sustavi pokazuju izvrsna feroelektrična i multiferoična svojstva10-15 pri čemu feroelektricitet može imati značajnu ulogu u upravljanju fotonaponskim performansama15,16. Pored temperature, različite strukturne, mikrostrukturne, ali i optoelektroničke promjene također mogu biti potaknute i primjenom tlaka, od svega nekoliko GPa, pa sve do više stotina GPa, a što u konačnici može rezultirati otkrićem, novih izuzetnih svojstava organsko-anorganskih hibridnih materijala – tlakom izazvane promjene u strukturi jako dobro koreliraju s promjenama u optičkim svojstvima materijala, pri čemu su promjene uglavnom reverzibilne nakon dekompresije materijala.

Racionalnim dizajnom i kemijskom sintezom, kombinirajući strukturnu fleksibilnost i feroelektričnost/multiferoičnost, te fotofiziklna svojstva podložna promjenama pod utjecajem tlaka, može se otvoriti novi pristup za izradu multifunkcionalnih magneto-optoelektronički uređaja, koji bi imali potencijalnu primjenu u pordručju magneto-optoelektronike, fotonaponskih sistema, i senzornih uređaja. Znanstveni cilj predloženog projekta je metodom sinkrotronskog rendgenskog zračenja pri visokom tlaku (do 100 GPa) in situ proučiti izravan utjecaj primjene tlaka na strukturne (nastanak novih faza tijekom faznih prijalaza) i mikrostrukturne (veličina čestica, naprezanje, deformacija) parametre priređenih uzoraka odabranih organsko-anorganskih halida. Svi uzorci će se prirediti metodom sporog isparavanja iz vodenih otopina, korištenjem odabranih amina i halida prijelaznih metala (Co, Fe, Mn), uključujući i feroelktrik [N(C2H5)3CH3][FeCl4], koji kako je već navedeno, pokazuje fazni prijelaz induciran temperaturom. Komplementarno, će se za sve priređene uzorke provesti mjerenja Ramanove spektroskopije i luminiscencije pri visokom tlaku, a sve pojave će se okarakterizirati i vizaulno, pomoću optičkih mikrografija snimljenim pri kompresiji/dekompresiji.

Literatura:

1. H. Xu, et al. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 3259.

2. Z. K. Tan, et al. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 687.

3. K. M. C. Wong, et al. Adv. Mater. 2014, 26, 5558.

4. N. Pellet, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 3151.

5. S. Poddar, et al. Appl. Phys. Lett. 2013, 103, 202901.

6. P. Sharma, et al. Appl. Phys. Lett. 2014, 105, 182903.

7. P. Sharma, et al. Appl. Phys. Lett. 2014, 105, 022906.

8. Z. Xiao, et al. Appl. Phys. Lett. 2013, 103, 112903.

9. H.-Y. Ye, et al. Sci. Rep. 2013, 3, 2249.

10. R. Shang, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2534.

11. J. Long, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2236.

12. Z. Y. Du, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 914.

13. M. Vrankić et al. Inorg. Chem. 2020, 59, 10, 6876.

14. H.-L. Cai, et al. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18487.

15. Stroppa, et al. Adv. Mater. 2013, 25, 2284.

16. J. M. Frost, et al. Nano Lett. 2014, 14, 2584.