Созданы полупроводниковые материалы с изменяющимся цветом

Ученые из Школы материаловедения и инженерии NTU под руководством доцента Нрипана Мэтьюза разработали новые полупроводниковые материалы, известные как двумерные галогенидные перовскиты, которые могут быть использованы в таких устройствах, как солнечные батареи и светодиоды. В ходе исследования были синтезированы четыре уникальных типа двумерных галогенидных перовскитов с использованием инновационного подхода, включающего диметилкарбонат — нетоксичный растворитель — в кристаллы перовскита на основе метиламмония.

Анализ новых кристаллических структур показал, что ширину запрещённой зоны в этих материалах можно регулировать, изменяя соотношение метиламмония и диметилкарбоната. Ширина запрещённой зоны, определяющая цвет материала, представляет собой энергию, необходимую для освобождения электрона от связанного состояния, превращая его в проводник.

Способность регулировать ширину запрещённой зоны открывает новые горизонты для применения перовскитов в различных областях.

Кроме того, новые двумерные галогенидные перовскиты демонстрируют динамическое «переключаемое» поведение. Исследователи обнаружили, что один из перовскитов может переключаться между двумя цветовыми состояниями, меняя цвет с оранжевого на красный при нагревании до 80 градусов Цельсия и возвращаясь к исходному цвету при охлаждении до комнатной температуры.

Ученые продемонстрировали, что этот процесс изменения цвета можно повторять в течение 25 циклов. Это явление термохромного переключения открывает возможности для применения в таких областях, как интеллектуальные покрытия и термочувствительные чернила, которые меняют цвет в зависимости от температуры.

Исследователи надеются, что их инновация станет основой для технологического применения двумерных галогенидных перовскитов в оптоэлектронике и других сферах.