Projektbeschreibung
Die Auswirkungen der Dynamik nichtperiodischer Gitter auf die Eigenschaften von Halbleitern im wissenschaftlichen Blick
Metall-Halid-Perowskite sind eine Untergruppe von organisch-anorganischen Hybrid-Perowskiten, die Halidionen enthalten. Sie sind vor allem für ihr unerreichtes Potenzial zur Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität bekannt. Die Forschenden des EU-finanzierten Projektes ANHARMONIC gehen davon aus, dass die Besonderheit, die Metall-Halid-Perowskite von konventionellen Halbleitern unterscheidet und ihnen ihre speziellen Eigenschaften verleiht, durch welche sie sich flüssigkeitsähnlicher verhalten als kristalline Feststoffe, mit einer stark anharmonischen Gitterdynamik zusammenhängt. Das Projekt stützt sich auf jüngste Studien zu Halid-Perowskiten, um das bisherige Verständnis von der Beziehung zwischen der Gitteranharmonizität und den elektronischen Eigenschaften von Halbleitern zu verallgemeinern. Die Projektergebnisse könnten dazu beitragen, ein neues Konzept für die Entwicklung von Halbleitern mit wünschenswerten Eigenschaften zu erarbeiten.
Ziel
Recent studies of halide perovskite semiconductors (SCs) showed that they exhibit a unique combination of very-low defect density, self-healing properties and low exciton binding energies that result in excellent photovoltaic activity.
I hypothezise that the fundamental property that sets the halide perovskites apart from conventional SCs and gives rise to their beneficial properties is strongly anharmonic lattice dynamics.
Large amplitude, local polar fluctuations that result from lattice anharmonicity localize the electronic states and enhance the screening of electric charges within the material.
In other words, in some aspects, halide perovskites behave more like a liquid than a crystalline solid.
Stimulated by the recent discoveries on halide perovskites, I aim to generalize our understanding of the relationship between lattice anharmonicity and the electronic properties of SCs.
The potential outcome of this investigation will be a novel scheme to design SCs with desirable properties where lattice anharmonicity is used as a new material-engineering tool.
My strategy is to perform comparative studies in both inorganic ionic crystals and small-molecule organic crystals.
We will use low-frequency Raman spectroscopy to quantify anharmonic lattice dynamics and compare between different crystals to identify the factors that induce anharmonicity in solids.
Photoluminescence, reflectance, time-resolved terahertz and impedance spectroscopies will be used to probe the SCs optical properties, carrier mobilities and lifetimes, and their dielectric response. I expect to find that as anharmonicity increases, the dielectric response and carrier lifetimes increase while carrier mobility decreases.
Finally, we will develop a modulated Raman spectroscopic methodology that will identify specific lattice motions that are coupled to band-edge carriers, thus elucidating the microscopic mechanism of carrier-lattice interactions.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftenElektromagnetismus und ElektronikHalbleiterbauelement
- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftenOptikSpektroskopie
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Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
7610001 Rehovot
Israel