Modelo esquemático da relação epitaxial MAPbBr3 || MoS2. Crédito:Science China Press
Nanofolhas de calcogeneto de metal de transição (TMD) processadas em solução exibem absorção de luz limitada e baixa eficiência quântica por causa de suas espessuras em escala atômica e grande área de superfície específica acompanhada de alta densidade de defeitos de superfície, que restringiu suas aplicações em optoeletrônica.
Xiao Huang e colegas de trabalho da Nanjing Tech University, que trabalham na síntese de híbridos baseados em nanomateriais 2-D e suas aplicações em aplicações de detecção e relacionadas à energia, demonstraram um método de química úmida para cultivar perovskita híbrida orgânica-inorgânica (MAPbBr 3 , MA =CH 3 NH 3 + ) NCs em superfícies de MoS dispersível 2 nanofolhas. Seus resultados foram publicados em Science China Materials .
Recentemente, TMDs e perovskitas híbridas orgânico-inorgânicas foram combinadas em heteroestruturas com o objetivo de casar suas propriedades eletrônicas e ópticas. Huang, o líder do grupo de pesquisa, diz, "Tais heterojunções foram realizadas principalmente por meio de métodos de estado sólido, geralmente envolvendo deposição química de vapor (CVD), esfoliação mecânica e / ou transferência a seco, que são difíceis de aumentar para aplicações práticas. O crescimento direto de cristais de perovskita em materiais 2-D dispersáveis em solução permite a produção escalonável de heteroestruturas processáveis em solução, mas não foi realizado, porque a precipitação de cristais de perovskita geralmente requer um solvente não polar, que é incompatível com a maioria das condições de solvatação para materiais 2-D. "
Ajustando as condições de solvatação, MAPbBr de fase cúbica 3 (MA =CH 3 NH 3 + ) os nanocristais foram depositados epitaxialmente em MoS de fase trigonal / hexagonal 2 nanofolhas em solução. Apesar da simetria de rede incompatível entre o quadrado MAPbBr 3 (001) sobreposição e o MoS hexagonal 2 (001) substrato, duas direções de alinhamento separadas com uma incompatibilidade de rede de apenas 1 por cento foram observadas com base na epitaxia de correspondência de domínio. Isso foi provavelmente devido à natureza flexível e à ausência de ligações pendentes de superfície de MoS 2 nanofolhas. A formação da interface epitaxial proporciona uma transferência de energia eficaz do MAPbBr 3 para MoS 2 .
O MAPbBr dispersível 3 / MoS 2 heteroestruturas epitaxiais podem ser lançadas diretamente entre dois eletrodos de grafite desenhados a lápis em um pedaço de papel para formar um fotodetector com configuração simples, e demonstrou o desempenho muito melhor em comparação com o uso de MoS 2 ou MAPbBr 3 sozinho devido à melhor absorção de luz e transferência de energia aprimorada.
Além da melhor transferência de energia e absorção de luz, o uso de MoS 2 nanofolhas forneceram substratos flexíveis e contínuos para conectar o MAPbBr discreto 3 nanocristais e alcançaram a melhor capacidade de formação de filme.
O Prof. Xiao Huang diz:"A preparação escalonável de heteroestruturas baseadas em perovskitas híbridas orgânico-inorgânicas e materiais 2-D via epitaxia em fase de solução pode trazer mais oportunidades para expandir suas aplicações optoeletrônicas."
