p Pesquisadores da Universidade de Amsterdã (UvA), em colaboração com parceiros japoneses, determinaram a relação entre a energia do bandgap de nanocristais de brometo de chumbo de césio (CsPbBr ₃ NCs) e seu tamanho e forma. Ao estudar NCs individuais isolados ou cercados por "vizinhos", eles visualizaram explicitamente pela primeira vez a modificação da estrutura de banda introduzida pelo acoplamento efetivo entre NCs de semicondutores mediante contato próximo. p Nanocristais e perovskitas

p NCs são extremamente pequenos, cerca de mil vezes menor que a largura de um cabelo humano. Devido ao seu pequeno tamanho, a estrutura de energia dos cristais é dramaticamente diferente daquela do material a granel. Na verdade, a energia do bandgap depende do tamanho do NC.

p O termo 'perovskitas' refere-se à classe de materiais com uma estrutura cristalina na forma ABX3, e são nomeados em homenagem ao mineralogista russo Lev Perovski. Recentemente, perovskitas atraem muita atenção devido ao seu potencial para energia fotovoltaica de alta eficiência e baixo custo. Em CsPbBr3 NCs, as vantagens de perovskites e NCs são combinadas, e eles são, portanto, um material promissor para várias aplicações optoeletrônicas.

p A configuração experimental

p A técnica de ponta que os pesquisadores empregaram, é chamada de espectroscopia de perda de energia de elétrons de baixa perda (EELS) e surge de excitações de baixa energia, ou seja, elétrons de valência. É, portanto, uma analogia à espectroscopia de absorção. Usando EELS junto com um microscópio de transmissão de elétrons de varredura (STEM) com resolução especial ultra-alta, permite aos pesquisadores medir as dimensões e localização NC com alta precisão única, em paralelo. Dessa forma, a absorção de energia é mapeada diretamente em NCs individuais que estão embutidos em um conjunto (eles têm vizinhos) ou estão completamente isolados. Dessa forma, uma relação íntima entre o tamanho do NC, forma e o bandgap de energia são estabelecidos.

p Interação e acoplamento entre nanocristais proximais

p Ao determinar o bandgap de energia de muitos nanocristais individuais em função de seu tamanho, os pesquisadores descobriram que pequenos NCs isolados parecem ter uma maior energia do bandgap em comparação com um NC do mesmo tamanho cercado por vizinhos. E inversamente, um grande NC tem menor energia de bandgap se isolado do que quando embutido em um conjunto. O resultado mostra que dois NCs adjacentes não simplesmente "se fundem" na interação e se apresentam como um cristal maior, mas sim "fazer a média" de seus bandgaps. Isso fornece evidências diretas de um acoplamento eficaz entre NCs, onde o seu intervalo de energia e, portanto, a estrutura de energia, é influenciado pelos vizinhos. Esses insights únicos no comportamento de interação de NCs vizinhos abrem caminho para o projeto proposital de grandes estruturas quânticas e sólidos de pontos quânticos, consistindo em NCs com propriedades seletivas que servem como blocos de construção.