Tin halide perovskite nanostructures
| Promotie: | Dhr. K. (Kushagra) Gahlot |
| Wanneer: | 17 december 2024 |
| Aanvang: | 14:30 |
| Promotors: | L. (Loredana) Protesescu, Prof, M.A. (Maria Antonietta) Loi, Prof |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Een duurzamer alternatief voor loodhalide perovskieten
Moderne functionele nanomaterialen spelen een cruciale rol in de ontwikkeling van nieuwe technologieën en het bevorderen van innovatie binnen verscheidene sectoren, van gezondheidszorg en energie tot milieubescherming en elektronica. Halfgeleider nanokristallen, die optische en elektrische eigenschappen vertonen afhankelijk van deeltjesgrootte, is een dergelijk functioneel materiaal. Specifiek nanokristallen van een recent opgeleefde halfgeleider, metaalhalogenide, laten grote potentie zien om gebruikt te worden in nieuwe generatie opto-elektronische apparaten.
Tinhalide perovskieten, vrij van zware metalen, worden gezien als een duurzamer alternatief voor loodhalide perovskieten. Vanwege de mindere optimale opto-elektronische eigenschappen en hun instabiliteit in omgevingsatmosfeer zijn deze halfgeleiders echter minder bestudeerd. In zijn promotieonderzoek bestudeerde Kushagra Gahlot de colloïdale nanochemie en de structuur-prestatierelatie van deze materialen. Gahlot synthetiseerde succesvol monodisperse, colloïdaal stabiele tinhalide perovskieten door gebruik te maken van sub-stoichiometrische verhoudingen van liganden en een overschot van tinhalide zouten. Vanwege hun ionische karakter laten tinhalide perovskieten dimensionele dynamiek zien gerelateerd aan de geïntercaleerde kationen, en ondergaan ze eenvoudig ion-uitwisseling reacties. Gahlot toont dat tin bromide gemakkelijker hoger dimensionale structuren vormt in vergelijking met lood bromide.
Om de vorming van laag-dimensionale structuren te voorkomen ontwikkelde Gahlot een amide-vrije synthese methode om formamidinium tinjodide nanokristallen te maken. Verder gebruikte hij hybride organisch-anorganisch inkapseling om de omgevingsstabiliteit van tinhalide nanokristallen te verlengen van 1 uur tot een recordlengte van 15 dagen om zo foto-fysische studies te faciliteren. Dit werk onderstreept de noodzaak om de synthese en foto-fysische eigenschappen van tinhalide perovskiet nanokristallen uitgebreid te begrijpen om zo hun volledige potentie realiseren.
Kushagra Gahlot voerde zijn onderzoek uit bij het Zernike Institute for Advanced Materials, afdeling Materials Chemistry, met financiering van NWO. Hij vervolgt zijn loopbaan als postdoc bij de Ludwig Maximilian University of Munich.