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 Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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