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Métodos de Big Data para ajustar perovskitas às propriedades alvo: ligas, defeitos e dopagem

Processo: 19/21656-8
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2020
Data de Término da vigência: 31 de março de 2024
Área de conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Gustavo Martini Dalpian
Beneficiário:Fernando Pereira Sabino
Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:17/02317-2 - Interfaces em materiais: propriedades eletrônicas, magnéticas, estruturais e de transporte, AP.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):21/11786-1 - Design de ligas de perovskitas de haletos: uma aproximação pela combinação de aprendizado de máquina e teoria do funcional da densidade, BE.EP.PD
Assunto(s):Estados eletrônicos   Big data   Perovskita   Teoria do funcional da densidade   Ligas   Defeitos   Dopagem eletrônica   Haletos   Chumbo
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:alloys | big data | defects | Dft | high throughput calculations | perovskites | Estados Eletrônicos

Resumo

Perovskitas híbridas compreendem um conjunto de materiais que tem sido altamente estudadopara aplicações em células solares, LEDs e outros dispositivos eletrônicos. São materiais de fácil síntese, baixo custo e com eficiência que as tornam a grande promessa dos tempos atuais para a geração de energia limpa e substituir a atual tecnologia baseada em silício. Apesar do grande número de estudos sobre suas propriedades, ainda há inúmeros aspectos de sua natureza que não são bem compreendidos, e a maioria tange a estabilidade destes materiais. Largas variações de temperatura, exposição a umidade ou ar, e grande tempo na presença de luz são fatores externos, que quando combinados com a baixa energia de formação de defeitos pontuais, resultam na volatilização da molécula orgânica, segregação do metal, mudança de fase cristalina, transporte de íons entre outros problemas. Além disso os materiais mais eficientes possuem chumbo em sua composição, o que é extremamente prejudicial para o meio ambiente. A solução para boa parte destes problemas está no estudo de ligas de Perovskitas. As ligas são conhecidas por aumentar a estabilidade do material, reduzir a quantidade de chumbo e também abre portas para a engenharia de band gap, extremamente importante para a eficiência de células solares. Sendo assim, este projeto envolve métodos computacionais baseados na teoria do funcional da densidade de alto desempenho e com grande volume de dados (big data) para buscar maneiras de entender as perovskitas de haletos com relação às propriedades alvo: maior estabilidade e menor quantidade de elemento tóxico como o chumbo. O estudo utiliza de métodos high throughput em perovskitas de haletos simples ou ligas para analisar os defeitos pontuais, dopantes, e interação com a luz. (AU)

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Publicações científicas (14)
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BONADIO, A.; ESCANHOELA, JR., C. A.; SABINO, F. P.; SOMBRIO, G.; DE PAULA, V. G.; FERREIRA, F. F.; JANOTTI, A.; DALPIAN, G. M.; SOUZA, J. A.. Entropy-driven stabilization of the cubic phase of MaPbI(3) at room temperature. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A, v. 9, n. 2, p. 1089-1099, . (19/21656-8, 17/02317-2, 18/14181-0, 19/01785-8, 18/15682-3)
BONADIO, A.; SABINO, F. P.; TOFANELLO, A.; FREITAS, A. L. M.; DE PAULA, V. G.; DALPIAN, G. M.; SOUZA, J. A.. Tailoring the Optical, Electronic, and Magnetic Properties of MAPbI(3) through Self-Assembled Fe Incorporation. Journal of Physical Chemistry C, v. 125, n. 28, p. 15636-15646, . (18/14181-0, 20/09563-1, 19/21656-8, 18/15682-3, 17/02317-2)
FREITAS, ANDRE LUIZ MARTINS; TOFANELLO, ARYANE; SABINO, FERNANDO PEREIRA; FELEZ, MARISSOL RODRIGUES; MORAIS, ELIANE APARECIDA; BROCHSZTAIN, SERGIO; ACUNA, JOSE JAVIER SAEZ; DALPIAN, GUSTAVO MARTINI; SOUZA, JOSE ANTONIO. Finite-Size Effects on Cs3Cu2I5 0D Electronic Nanostructures for Ultraviolet-Emitting Applications. ACS APPLIED NANO MATERIALS, v. 6, n. 9, p. 10-pg., . (17/02317-2, 20/09563-1, 21/14422-0, 22/07350-6, 19/21656-8)
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FREITAS, ANDRE L. M.; CATURELLO, NAIDEL A. M. S.; TOFANELLO, ARYANE; KANEKO, ULISSES F.; CORREA, LUCAS E.; DOS REIS, RICARDO D.; FERREIRA, FABIO F.; DALPIAN, GUSTAVO M.; SOUZA, JOSE A.. Releasing trapped excitons in 2D perovskites via pressure annealing: a cooperative interplay between lattice strain and the electronic structure. MATERIALS CHEMISTRY FRONTIERS, v. 9, n. 3, p. 13-pg., . (23/12165-6, 20/09563-1, 19/21656-8, 18/00823-0, 23/09820-2, 21/11446-6)
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MORAIS, ELIANE A.; CATURELLO, NAIDEL A. M. S.; LEMES, MAYKON A.; FERREIRA, HENRIQUE; FERREIRA, FABIO F.; ACUNA, JOSE J. S.; BROCHSZTAIN, SERGIO; DALPIAN, GUSTAVO M.; SOUZA, JOSE A.. Rashba Spin Splitting Limiting the Application of 2D Halide Perovskites for UV-Emitting Devices. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 16, n. 3, p. 10-pg., . (21/03640-7, 20/11560-0, 23/10982-7, 19/21656-8, 23/08771-8, 21/11446-6, 21/14422-0)
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