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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Anharmonic Semiconductors

Descripción del proyecto

Estudio del efecto de la dinámica reticular no periódica sobre las propiedades de los semiconductores

Las perovskitas de haluro metálico, un subconjunto de perovskitas híbridas orgánicas e inorgánicas que contienen iones de haluro, tiene un potencial sin precedentes para convertir la luz solar en electricidad. Los investigadores del proyecto ANHARMONIC, financiado con fondos europeos, creen que la dinámica reticular fuertemente anarmónica de las perovskitas es lo que las diferencia de los semiconductores convencionales, lo que les confiere propiedades especiales que hacen que se comporten más como líquidos que como sólidos cristalinos. El objetivo del proyecto, basado en estudios recientes sobre perovskitas de haluro, es generalizar la comprensión de la relación entre la anarmonicidad de la red y las propiedades electrónicas de los semiconductores. Los resultados del proyecto podrían ayudar a establecer un esquema novedoso para diseñar semiconductores con propiedades deseables.

Objetivo

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.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

ERC-STG - Starting Grant

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2019-STG

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Institución de acogida

WEIZMANN INSTITUTE OF SCIENCE
Aportación neta de la UEn
€ 1 700 000,00
Coste total
€ 1 700 000,00

Beneficiarios (1)