Os materiais perovskita têm atraído atenção significativa por suas aplicações potenciais em energia fotovoltaica e optoeletrônica devido às suas notáveis ​​propriedades optoeletrônicas. Embora a maioria dos estudos tenha se concentrado em perovskitas tridimensionais (3D), as perovskitas bidimensionais (2D) surgiram recentemente como uma alternativa promissora devido à sua estabilidade aprimorada e propriedades únicas.

Compreender a dinâmica estrutural das perovskitas 2D após a fotoexcitação é crucial para otimizar seu desempenho em dispositivos optoeletrônicos. No entanto, a visualização direta destas mudanças estruturais continua a ser um desafio.

Em um estudo recente publicado na Nature Communications, pesquisadores do Laboratório de Espectroscopia Ultrarrápida da EPFL e do Instituto Max Planck de Pesquisa de Estado Sólido empregaram microscopia eletrônica ultrarrápida para capturar a dinâmica estrutural em tempo real de filmes finos de perovskita 2D com resolução em escala atômica.

"Fomos capazes de observar diretamente as distorções da rede e os deslocamentos atômicos que ocorrem dentro da estrutura 2D da perovskita após a fotoexcitação, "explica o Dr. Antoine G\"orgens, pesquisador de pós-doutorado no Laboratório de Espectroscopia Ultrarrápida. "Isso nos permitiu obter ganhos sem precedentes. insights sobre os mecanismos fundamentais subjacentes à fotofísica desses materiais."

Ao analisar os dados da microscopia eletrônica ultrarrápida, os pesquisadores revelaram que a fotoexcitação das perovskitas 2D leva a uma rápida expansão da rede e à formação transitória de uma fase polar. Essas mudanças estruturais modulam o bandgap eletrônico e aumentam a energia de ligação do exciton, que são fatores-chave para a absorção eficiente de luz e separação de carga em dispositivos fotovoltaicos.

“Nosso estudo fornece evidência experimental direta para o comportamento estrutural dinâmico de perovskitas 2D após fotoexcitação”, disse o Prof. Majed Chergui, Diretor do Laboratório de Espectroscopia Ultrarrápida. "Esse conhecimento é essencial para otimizar ainda mais o desempenho de dispositivos optoeletrônicos baseados em perovskita 2D e para ampliar os limites de suas aplicações potenciais."