1650025948

Logistyka - nauka

Obecnie większość badanych dotąd perowskitów hybrydowych zawiera relatywnie proste kationy organiczne (to znaczy: charakteryzuje je względnie szeroka przerwa energetyczna HOMO-LUMO), alkiloaminowe, pentyloaminowe, i w zasadzie mogą zostać wprowadzane bardziej złożone molekuły organiczne, lecz bardzo często łączy się to z pewnymi ograniczeniami. Po pierwsze, molekuły organiczne musza zawierać jedno lub dwa połączenia z grupami kationowymi, które z kolei muszą oddziaływać jonowo z wydłużonym fragmentem kationów nieorganicznych. Ponadto grupy organiczne powinny mieć możliwość do tworzenia efektywnych wiązań wodorowych w strukturze nieorganicznej. Po drugie, oddziaływania pomiędzy grupami organicznymi mogą zarówno stabilizować jak i destabilizować strukturę perowskitów, najczęściej występujące są wiązania wodorowe lub oddziaływania typu Van der Waalsa.

Perowskity organiczno-nieorganiczne versus zastosowania

Pożądane właściwości elektryczne i optyczne wykazywane przez perowskity hybrydowe wraz z możliwością prostych i tanich technik przetwarzania, czynią je interesującymi i godnymi uwagi przy budowie urządzeń bazujących o takie materiały. Jedną z możliwości jest wykorzystanie perowskitowych hybryd organiczno-nieorganicznych w diodach LED. Jak wspomniano w rozdziale 4, przejścia ekscytonowe zachodzące w nieorganicznych matrycach perowskitów typu (R-NH^MJCi (M = Ge, Sn, Pb; X = Cl, Br, I), powodują silną fotoluminescencję, którą można konfigurować wprowadzając w strukturę różne metale lub atomy halogenków. Te użyteczne cechy optyczne czynią perowskity atrakcyjnymi jako potencjalnie materiały emisyjne w urządzeniach elektroluminescencyjnych (EL). Pierwsze próby indukcji EL zbadano w [45] dla perowskitu o wzorze chemicznym (CńHsCjJLNHjMCHjNHsjPt^I?. Ostatnio urządzenia EL wytwarzano jako struktury analogiczne do tych obecnych w tradycyjnych organicznych diodach LED (OLED), ale z warstwowych hybryd perowskitowych (R-NHiLPbL emitujących światło [46,47]. Kolejną ważną cechą perowskitów hybrydowych jest to, że cząsteczki barwnika zawierają się w warstwowej strukturze nieorganicznej, która z kolei może działać jako matryca indukująca rożne molekularne upakowanie, inne niż te osiągane wyłącznie w czystej warstwie organicznej. Pozwala to na redukcję oddziaływań pomiędzy cząsteczkami barwnika, zwiększając tym samym całkowitą efektywność ich kwantowej luminescencji. Ponadto warstwy hybrydowych perowskitów odznaczają się wysoką trwałością termiczną (120-2008 °C), w zależności od struktury nieorganicznej) wobec wzrostu ziaren, czyniąc tym samym warstwy silniejszymi [48].

Diody organiczno-nieorganiczne LED (OILED), ze względu na potencjalnie wysoką ruchliwość nośnika i elektroniczne przestrajanie struktury, osiągane w perowskitach hybrydowych, mogą znaleźć zastosowanie jako warstwy transportowe wewnątrz LED [49],

Oprócz potencjalnych zastosowań perowskitów hybrydowych w systemach OILED, półprzewodnikowe perowskity hybrydowe są atrakcyjne również jako nowa klasa materiałów kanałowych dla cienkowarstwowych tranzystorów polowych (field - effect transistors FET) [50]. Takie materiały hybrydowe są interesujące dla powyższego zastosowania, ponieważ mogą połączyć większą mobilność nośników jonowych z wiązaniami kowalencyjnymi nieorganicznych półprzewodników oraz prostymi, tanimi, niskotemperaturowymi technikami naparowywania cienkich warstw, które czynią półprzewodniki organiczne jako alternatywne materiały kanałowe [50],

Możliwości wykorzystania organiczno-nieorganicznych materiałów hybrydowych jest wiele, a do kolejnych (nie bazujących o hybrydy perowskitowe), komercyjnych, zaliczyć można te wymienione i skrótowo opisane poniżej.

W ostatniej dekadzie znacznie wzrosło zainteresowanie hybrydami organiczno-nieorganicznymi, które można wykorzystać jako bariery, głównie kładąc nacisk na ich zastosowanie w optyce, elektronice, czy też opakowaniach do żywności. W instytucie Fraunhofera [15] udało się chemicznie zsyntetyzować hybrydową powłokę stanowiącą warstwę ochronną o szerokim aspekcie aplikacyjnym. Powłoka ta charakteryzuje się szeregiem własności ważnych nie tylko przez wzgląd na ich użyteczność, lecz także łatwość syntezy chemicznej.

Logistyka 4/2013