Perovskite yang dibekukan dalam kaca MOF bersinar dalam warna pelangi |  Riset
Research

Perovskite yang dibekukan dalam kaca MOF bersinar dalam warna pelangi | Riset

Foto sejumlah piringan kecil dari bahan keras yang duduk di telapak tangan seseorang.  Setiap disk bersinar dalam warna yang berbeda.

Para peneliti telah menstabilkan bentuk kristal luminescent perovskite, yang biasanya terurai dengan cepat pada suhu di bawah 320˚C, dengan membekukannya di dalam kaca kerangka logam-organik (MOF). Selain itu, emisi material dapat disetel ke warna apa pun pada spektrum yang terlihat melalui perubahan kecil pada sintesisnya.

Sifat luar biasa Perovskites telah menarik para peneliti yang bekerja pada sel surya dan LED: muatan dengan mudah mengalir masuk dan keluar dari mereka, dan celah pita langsung berarti energi listrik mudah diubah menjadi cahaya dan sebaliknya. Modifikasi kimia kecil mengubah celah pita ini dapat diubah – mengubah warna cahaya yang dipancarkan atau diserap.

Namun, ada segudang masalah: beberapa perovskit mengkristal kembali dari polimorf yang aktif secara optik menjadi polimorf yang tidak aktif ketika suhu berubah, dan ‘di semua perovskit halida, tidak stabil terhadap cahaya atau kelembaban atau udara merupakan masalah abadi,’ kata Sean Collins dari Universitas Leeds, Inggris. Beberapa tim telah mencoba untuk mengenkapsulasi perovskit, tetapi membentuk matriks inang yang kuat tanpa merusak material halus terbukti rumit.

Collins dan kolaborator sekarang telah berhasil menstabilkan cesium timbal iodida dengan mengenkapsulasinya dalam gelas zeolitik imidazolat framework (ZIF). ‘[ZIFs] secara struktural analog dengan zeolit, tetapi kimianya berasal dari dunia MOF,’ jelas Thomas Bennett dari University of Cambridge, Inggris, yang ikut memimpin penelitian. Para peneliti mencampurkan 25% perovskite ke dalam bubuk ZIF-62 sebelum mensinter campuran dan mendinginkan kaca yang dihasilkan dengan nitrogen cair.

Foto tiga baris piringan kecil yang terbuat dari bahan keras.  Disk di baris tengah masing-masing memancarkan warna berbeda dari biru-hijau di kiri hingga merah di kanan.

Cesium timbal iodida memegang janji optik tertentu dalam fase hitam perovskitnya tetapi berubah menjadi fase kuning non-perovskit yang tidak aktif secara optik di bawah 320˚C. ‘Setelah kami menggabungkan kedua bahan, kami menemukan bahwa kami dapat membekukan fase suhu tinggi di bawah suhu kamar,’ jelas pemimpin penelitian Jingwei Hou dari University of Queensland di Australia.

Menaikkan suhu sintering menggeser emisi material dari oranye menjadi merah karena efek kuantum yang dihasilkan dari aglomerasi partikel kecil. Panjang gelombang emisi lainnya diakses dengan mengganti ion halida antara iodida, bromida dan klorida.

Perovskit yang dienkapsulasi stabil dalam kondisi sekitar, perendaman dalam air dan iradiasi laser. Kelompok Hou sekarang bekerja untuk membuat LED perovskit menggunakan bahan tersebut. ‘LED Perovskite seharusnya memberi Anda warna yang jauh lebih murni daripada LED yang digunakan saat ini, yang akan memberi Anda lebih banyak kontras dan memungkinkannya digunakan dalam tampilan,’ kata Hou.

‘Ini cukup menarik; bahkan akan lebih menarik jika mereka membuat perangkat ‘komentar ilmuwan bahan Yang Yang dari University of California, Los Angeles, AS. ‘Saya tidak yakin bagaimana Anda akan mengintegrasikan ini ke dalam perangkat menggunakan metode saat ini.’

Tianyi Huang, peneliti PhD di tim Yang, menambahkan bahwa, ketika menggunakan enkapsulasi skala perangkat, para ilmuwan bergantung pada permukaan bebas cacat untuk menghindari penetrasi oleh oksigen atau air. ‘Bagian unik dari ini [study] adalah bahwa mereka menempatkan enkapsulasi pada skala nanocrystals dengan struktur berongga ini, dan saya pikir itulah mengapa mereka mencapai stabilitas yang baik,’ kata Huang.

Posted By : togel hari ini hongkong yang keluar 2021