Perovskiiteistä 1D-nanolankoja ja topologisia polaroneita

Purduen yliopiston insinöörit ovat kehittäneet patentoitavan menetelmän korkealaatuisten, kerrostettujen perovskiittien nanolankojen syntetisoimiseksi, joilla on suuret sivusuhteet ja viritettävä orgaanis-epäorgaaninen kemiallinen koostumus.

Apulaisprofessori Letian Dou kertoo, että Purduen menetelmä luo 2D-metallihalogenidiperovskiitista kerrostettuja perovskiittien nanolankoja, joissa on poikkeuksellisen hyvin määritellyt ja joustavat kaviteetit eli ontelot, joilla on laaja valikoima epätavallisia optisia ominaisuuksia tavanomaisten perovskiittien lisäksi.

"Havaitsimme anisotrooppista emissiopolarisaatiota, pienihäviöistä aallonohjausta alle 3 desibeliä millimetriä kohti ja tehokkaan matalan kynnyksen valon vahvistusta alle 20 mikrojoulea neliösenttimetriä kohti", hän sanoi. "Tämä johtuu ainutlaatuisesta 2D-kvanttirajoituksesta 1D-nanolangan sisällä sekä huomattavasti parantuneesta kiteen laadusta."

Letian Doun mukaan: "Lähestymistapamme korostaa orgaanisten ja epäorgaanisten hybridipuolijohteiden rakenteellista viritettävyyttä, mikä tuo myös ennennäkemättömän morfologisen hallinnan kerroksellisille materiaaleille.

Tämä työ todella rikkoo perinteisten 1D- ja 2D-nanomateriaalien välistä rajaa yhdistämällä eri ominaisuuksia yhdeksi materiaalijärjestelmäksi ja avaamalla monia uusia mahdollisuuksia. Jatkossa tutkijat setvivät myös näiden 1D-nanorakenteiden laajamittaista kuviointia integroitujen fotonipiirien rakentamiseksi.

Texasin Austnin yliopiston tutkijat ovat puolestaan selvitelleet, että halogenidiperovskiitteja hallitsee epätavallinen elektroni-fononi -fysiikka, mikä johtaa topologisten polaronien muodostumiseen, joka on fononivälitteisten elektroni-aukko -kvasihiukkasten luokka.

Tutkijoiden mukaan tulokset viittaavat siihen, että halogenidiperovskiitteja voidaan pitää kvanttimateriaalien luokkana, jossa elektroni-fononikytkennät korvaavat korreloitujen elektronijärjestelmien perinteiset elektroni-elektroni -vuorovaikutukset.

Suorittamalla ensimmäisten periaatteiden simulaatioita pituusasteikoilla, tutkijat osoittavat, että halogenidiperovskiiteissa on ainutlaatuisen runsas valikoima polaronisia lajeja, mukaan lukien pienet polaronit, suuret polaronit ja varaustiheysaallot.

Tutkijoiden havaintojen mukaan nämä esiintulevat kvasihiukkaset tukevat topologisesti ei-triviaalisia fononikenttiä kvantisoidulla topologisella varauksella, mikä tekee niistä ei-magneettisia analogeja magneettisissa skyrmion-hiloissa löydetyille kierteisille Bloch-pisteille.

Aiheesta aiemmin:

Perovskiittien älykalvoja ja itsekorjautuvutta

Orgaanisia kaksiulotteisia perovskiitteja

Perovskiitista spintroniikan perusta?