Prijeđite na glavni sadržaj

Istraživanja znanstvenica IRB-a na naslovnici 'Journal of Materials Chemistry C'

13.1.2022.

Znanstvenice Zavoda za fiziku materijala Instituta Ruđer Bošković (IRB) Jasminka Popović i Lidija Kanižaj su, u suradnji sa Sveučilištem u Hong Kongu, objavile istraživanja o Dion–Jacobsonovom tipu perovskitnih materijala koja dovode do značajnog poboljšanja u učinkovitosti i stabilnosti svjetlosnih dioda. Rad je uključen u izdanje tzv. 'vrućih' radova koje prema odabiru urednika uključuje posebno značajna istraživanja temeljem preporuka recenzenata. Povrh tog, rad je dodatno istaknut i na naslovnici znanstvenog časopisa 'Journal of Materials Chemistry C'.

Istraživanja znanstvenica IRB-a na naslovnici 'Journal of Materials Chemistry C'

Ilustracija koja se nalazi na naslovnici časopisa prikazuje strukturu 2D hibridnog organsko-anorganskog perovskita. Između dva anorganska sloja, građena od olovo halogenidnih oktaedara, nalaze se dvije vrste različitih organskih diamonijevih kationa; jedan je izgrađen od 10 ugljikovih atoma, a drugi od 6.

Primjena Ruddlesden-Popper (RP) perovskitnih materijala kao svjetlosnih dioda pobuđuje veliki  interes istraživača posljednjih nekoliko godina.

S druge strane, nedavno je demonstrirano da perovskitni materijali koji kristaliziraju Dion–Jacobson (DJ) strukturnom tipu pokazuju poboljšanu stabilnost, a time i produženi vijek trajanja solarnih ćelija, no njihova primjena u svjetlosnim diodama (engl. light emitting diodes, LED) jako je rijetka.

Razlika između perovskita strukturnog tipa RP i DJ uvjetovana je različitim slaganjem slojeva, pri čemu perovskiti RP sadrže dvosloj monoamonijevog kationa A, a perovskiti DJ sadrže jedan sloj diamonijevog kationa A.

Upravo se činjenica da perovskiti DJ, za razliku od perovskita RP, ne posjeduju dvosloj u kojemu su molekule kationa A povezane slabim Van der Waalsovim interakcijama, pokazala vrlo korisnom, jer pridonosi porastu učinkovitosti i stabilnosti perovskitnih materijala.

Perovskitni materijali u DJ strukturnom tipu mogu pokazivati iznimnu raznolikost u kristalnim strukturama s obzirom da se organski i anorganski slojevi mogu slagati u savršenom ili nesavršenom rasporedu.

U ovom radu dr. sc. Jasminka Popović i dr. sc. Lidija Kanižaj su, u suradnji s grupom prof. dr. sc. Aleksandre Djurišić (HKU), istraživale utjecaj različitih diamonijevih kationa na optoelektronička svojstva i učinkovitost zelene svjetlosne diode.

Znanstveni tim otkrio je da optimizirano miješanje dvaju različitih diamonijevih kationa rezultira nastankom tankih filmova perovskitnih materijala s poboljšanom morfologijom i specifičnom distribucijom kristalnih faza koja dovodi do tzv. efekta prijenosa energije gdje se energija prenosi preko nehomogenog energijskog pejzaža pri čemu se nosioci koncentriraju na odašiljačima najmanjeg energijskog procijepa (faze s najvećom debljinom n).

dr. sc. Lidija Kanižaj i dr. sc. Jasminka Popović  

dr. sc. Lidija Kanižaj i dr. sc. Jasminka Popović  

Neradijativne rekombinacije su izbjegnute upravo zbog činjenice da se radi o izuzetno brzom kaskadnom prijenosu, što u konačnici dovodi do značajno učinkovitije radijativne rekombinacije i intenzivnije emisije svjetlosti.

Svjetlosne diode koje sadrže 1,6- heksandiamonijeve (HDA) i 1,10-dekandiamonijeve (DDA) katione pokazale su značajno poboljšanje kvantne učinkovitosti (EQE), s maksimalnom vrijednošću EQE = 9,41% što je značajno poboljšanje u  odnosu na svjetlosnu diodu u kojoj je korišten čisti HDA (EQE = 1,23%). Također, primijećen je i produženi vijek trajanja s T50 od 70 min za optimizirani sastav, u usporedbi s 4 min za čisti HDA kation. Maksimalni EQE može se dodatno povećati pasivizacijom pomoću trifenilfosfin oksida na EQE = 12,85%.

Ova stranica koristi kolačiće

neki od tih kolačića nužni su za ispravno funkcioniranje stranice, dok se drugi koriste za praćenje korištenja stranice radi poboljšanja korisničkog iskustva.

Za više informacija pogledajte naše uvjete korištenja.

  • Kolačići koji su nužni za ispravno funkcioniranje stranice. Moguće ih je onemogućiti u postavkama preglednika.