Neutronspridningsstudier av dynamik i 2D hybridhalidperovskiter -- effekten av fotoexcitation

Forskningsprojekt, 2026 – 2030

Det är allmänt accepterat att LED-belysning kommer att ersätta gamla och energiineffektiva belysningstekniker. Vitt ljus kan fås genom att en ultraviolett (UV) eller blå LED beläggs med så kallade fosforer, som omvandlar en del av UV-ljuset eller det blå ljuset till längre våglängder (så kallad fotoluminiscens), som då resulterar i vitt ljus. Behovet av att använda flera fosforer komplicerar dock fabrikationen av LED:s, vilket leder till en hög kostnad. En relativt ny klass av material, nämligen tvådimensionella organiska-oorganiska halidperovskiter, uppvisar relativt bredbandig luminiscens i det synliga området, vilket medför att vitt ljus kan fås genom användandet av endast en eller två fosforer. Den praktiska tillämpningen av dessa material begränsas dock av en kraftigt försämrad ljusstyrka vid den ökande temperatur som uppstår då den underliggande LED:n alstrar värme, vilket leder till markanta energiförluster.Forskningsstudier pekar på ett samband mellan sådana energiförluster och termiskt aktiverade rörelser hos de organiska molekylerna i dessa material, men väldigt lite är ännu känt vad gäller på vilket sätt molekylerna rör på sig. Sådan kunskap är inte bara av rent akademiskt intresse, utan är viktig för att utveckla designkriterier för nya halidperovskitmaterial med bättre egenskaper än de som finns tillgängliga idag. Det övergripande målet med det här forskningsprojektet är därför att öka förståelsen för på vilket sätt de organiska molekylerna rör på sig och, framför allt, hur dessa rörelser korrelerar med materialens ljusomvandlande egenskaper. De primära verktygen för detta ändamål innefattar användande och utvecklande av avancerade neutronspridningstekniker, optiska tekniker, och datorsimuleringar, vilka finns att tillgå vid Chalmers tekniska högskola och vid nationell och internationell forskningsinfrastruktur. Projektet är avsett för perioden 2026-01-01 till 2029-12-31 och kommer att ledas av mig som är verksam vid Chalmers tekniska högskola.