Физики СПбГУ изучили свечение перспективного перовскитного полупроводника
Ученые СПбГУ установили природу свечения, возникающего при облучении пучком электронов полупроводника — галогенидного перовскита MAPbCl3. Неожиданной находкой ученых оказалась возможность перестройки цвета свечения при облучении образца электронами. Цвет свечения, как оказалось, может меняться без падения интенсивности, что говорит о перестройке структуры дефектов галогенидного перовскита к стабильной форме. Такая перестройка может использоваться для тонкой настройки готовых изделий из галогенидного перовскита, например, светодиодов.
Перовскит был синтезирован в Лаборатории кристаллофотоники СПбГУ, созданной в рамках программы мегагрантов Министерства науки и высшего образования России. Результаты исследования опубликованы в The Journal of Physical Chemistry Letters.
Привычный многим белый свет, встречающихся в светодиодных лампочках, можно получить, если нанести желто-оранжевый люминофор на миниатюрный кристаллик полупроводника, излучающий ультрафиолетовый или синий свет. Таким образом, «в сердце» любой светодиодной лампы находится полупроводник.
Обычно процесс изготовления таких полупроводников дорогой, поскольку требуются исходные чистые вещества и производство при высоких температурах. Около десяти лет назад в мире начались исследования новых полупроводников – галогенидных перовскитов. Так, изготовление кристаллов перовскитов гораздо дешевле «классических» аналогов, поскольку их выращивают из раствора.
Один из таких галогенидных перовскитов — MAPbCl3 — гибридное соединение хлора, свинца и небольшого органического катиона метиламмония. Кристаллы такого перовскита прозрачные, а если сообщить им энергию – светятся в синем и ближнем ультрафиолетовом диапазоне.
Для изучения широкозонных полупроводников изучаемый кристалл облучается пучком электронов в электронном микроскопе, оснащенном оптическим спектрометром. Энергия падающих электронов переходит в возбуждение кристалла, и он начинает светиться, то есть происходит люминесценция.
Полупроводники светятся при комнатной температуре, однако разобраться в происходящих в кристалле процессах и механизмах его свечения процессах помогает охлаждение кристалла до низких температур. Ученые из Лаборатории кристаллофотоники СПбГУ синтезировали кристалл MAPbCl3 и изучили его катодолюминесценцию при температуре жидкого азота (-196оС).
«Спектр свечения галогенидного перовскита MAPbCl3 сложный, в нем можно выделить три основных спектральных полосы. Ученые видели их и раньше, но понимания, с чем это свечение связано и от чего оно зависит, – не было. Проведенное нами исследование позволило разобраться в этом вопросе», – рассказал доцент кафедры фотоники СПбГУ Юрий Капитонов.
Одна из спектральных полос оказалась свечением посторонних примесей на поверхности кристалла. Остальные — принадлежат самому перовскиту. Ученые установили, что одна из этих полос является свечением экситонов – «искусственных атомов», существующих в полупроводниках, а вторая связана с дефектами кристалла. Как отмечают ученые, Обычно, полупроводники с дефектами не светятся, и приходится прикладывать большие усилия для получения светящихся кристаллов достаточной чистоты и качества. Однако дефекты в галогенидных перовскитах сами обладают способностью испускать яркое синее свечение.
«Нашей неожиданной находкой оказалась возможность перестройки цвета свечения при облучении образца электронами. Цвет свечения может меняться без падения интенсивности, что говорит о перестройке структуры дефектов галогенидного перовскита к стабильной форме. Такая перестройка может использоваться для тонкой настройки готовых изделий из галогенидного перовскита, например, светодиодов», – пояснил доцент кафедры электроники твердого тела физического факультета СПбГУ Юрий Петров.
Исследование выполнено в лаборатории кристаллофотоники СПбГУ, созданной в рамках мегагранта Министерства науки и высшего образования России, на оборудовании ресурсного центра СПбГУ «Нанотехнологии» Научного парка СПбГУ.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно