ஜெர்மானியம் ஹாலைடுகள் முன்னோடிகளாக செயல்படுத்தல்

உலோக ஹாலைடு பெரோவ்ஸ்கைட் நானோகிரிஸ்டல்களை (PNCs- perovskite nanocrystals) பெறுவதற்கு பாரம்பரிய மூன்று-முன்னோடி(precursor) பாதையில் ஹாலைடு மூலமாக ஆர்கனோஹாலைடுகள் பரவலாக ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகின்றன.

இருப்பினும், இந்த ஆர்கனோஹாலைடுகள் பொதுவாக அதிக நச்சுத்தன்மை கொண்டவை, இது பெரிய அளவிலான மற்றும் நிலையான பயன்பாட்டிற்கு சாதகமற்றது. மேலும், உயர்தர Pb-கட்டுறா PNCகளை தயாரிப்பதில் அவற்றின் செயல்திறன் கேள்விக்குரியது.

சமீபத்தில், சீன அறிவியல் கழகத்தின் (CAS) Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) இன் பேராசிரியர். ஹான் கெலி தலைமையிலான ஆய்வுக் குழு, அனைத்து கனிமமற்ற அபாயமற்ற Ge_X4 (X = Cl, Br, I)-ஐ சிறந்த ஹாலைடு மூலங்களாகப் பயன்படுத்தியது. உயர் ஒளியியல் மின்னணு தரத்துடன் Pb-கட்டுறா மற்றும் Pb-அடிப்படையிலான PNCகள் இரண்டையும் ஒருங்கிணைக்கவும்.

இந்த ஆய்வு ஜனவரி 12 அன்று நானோ கடிதங்களில் வெளியிடப்பட்டது.

இறுதி கலவைகளில் Ge இல்லை என்பதை அவர்கள் கண்டறிந்தனர், அதேசமயம் வலுவான ஒளிமின்னழுத்த உமிழ்வு மற்றும் மேம்படுத்தப்பட்ட கட்ட நிலைத்தன்மை போன்ற விளைவான NC-களின் பொருள் பண்புகள் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளன.

அவர்கள் இந்த மேம்படுத்தப்பட்ட பண்புகளை Ge ஹாலைடு அடிப்படையிலான பாதையில் உள்ள ஹாலைடு அயனிகளின் வெளியீட்டில் சிறந்த கட்டுப்பாட்டிற்குக் காரணம் என்று கூறினர். இது PNC கள் குறைவான புள்ளி குறைபாடுகளுடன் வழக்கமான படிக மேற்பரப்பை உருவாக்க உதவியது.

மேலும், சிறந்த PNC-களை உருவாக்குவதில் முன்மொழியப்பட்ட Ge_X4 அணுகுமுறையின் நன்மை அவற்றின் தனித்துவமான மின்கடத்தா சூழல் மற்றும் வெப்ப இயக்கவியலில் உள்ளது.

“GE_X4-அடிப்படையிலான தொகுப்பு இந்த கண்கவர் நானோ பொருட்களை உற்பத்தி செய்வதற்கும், அவற்றின் உள்ளார்ந்த கட்டமைப்பை எச்சரிக்காமல் அவற்றின் ஒளியியல் பண்புகளை மாற்றியமைப்பதற்கும் இன்னும் ஆராயப்படாத குறைந்த நச்சு பாதையை வழங்க முடியும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது” என்று பேராசிரியர் ஹான் கூறினார்.

References:

• Wang, X., Bai, T., Yang, B., Zhang, R., Zheng, D., Jiang, J., … & Han, K. L. (2022). Germanium Halides Serving as Ideal Precursors: Designing a More Effective and Less Toxic Route to High-Optoelectronic-Quality Metal Halide Perovskite Nanocrystals. Nano Letters.
• Shamsi, J., Urban, A. S., Imran, M., De Trizio, L., & Manna, L. (2019). Metal halide perovskite nanocrystals: synthesis, post-synthesis modifications, and their optical properties. Chemical reviews, 119(5), 3296-3348.
• Li, Y., Zhang, X., Huang, H., Kershaw, S. V., & Rogach, A. L. (2020). Advances in metal halide perovskite nanocrystals: Synthetic strategies, growth mechanisms, and optoelectronic applications. Materials Today, 32, 204-221.
• Akkerman, Q. A., Rainò, G., Kovalenko, M. V., & Manna, L. (2018). Genesis, challenges and opportunities for colloidal lead halide perovskite nanocrystals. Nature materials, 17(5), 394-405.
• Yang, D., Cao, M., Zhong, Q., Li, P., Zhang, X., & Zhang, Q. (2019). All-inorganic cesium lead halide perovskite nanocrystals: synthesis, surface engineering and applications. Journal of Materials Chemistry C, 7(4), 757-789.