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CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
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Anharmonic Semiconductors

Description du projet

Sonder la façon dont la dynamique non périodique du réseau affecte les propriétés des semi-conducteurs

Les pérovskites métal-halide, un sous-ensemble de pérovskites hybrides organiques-inorganiques contenant des ions halogénure, sont connues pour leur potentiel sans précédent de conversion de la lumière solaire en électricité. Les chercheurs qui travaillent sur le projet ANHARMONIC, financé par l’UE, estiment que ce qui distingue les pérovskites à halogénure métallique des semi-conducteurs classiques et leur confère des propriétés particulières qui les font se comporter davantage comme des liquides que comme des solides cristallins, est lié à une dynamique de réseau fortement anharmonique. Guidé par les études récentes sur les pérovskites d’halogénures, le projet vise à généraliser notre compréhension de la relation entre l’anharmonicité du réseau et les propriétés électroniques des semi-conducteurs. Les résultats du projet pourraient contribuer à établir un nouveau schéma pour la conception de semi-conducteurs aux propriétés souhaitables.

Objectif

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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

ERC-STG - Starting Grant

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2019-STG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

WEIZMANN INSTITUTE OF SCIENCE
Contribution nette de l'UE
€ 1 700 000,00
Coût total
€ 1 700 000,00

Bénéficiaires (1)