Perovskitas Nanoestruturadas com Elevado Band Gap: Síntese, Caracterização Estrutural Avançada e Propriedades Optoeletrônicas

Resumo

Materiais semicondutores possuem elevada importância econômica, tecnológica e social, visto que atualmente a sociedade utiliza diariamente dispositivos eletrônicos que dependem destes materiais como TV, celulares, computadores e incontáveis outros componentes eletrônicos. Especificamente para o material a ser estudado neste projeto, isto é, perovskitas em escala nanométrica, também conhecidos como quantum dots de perovskita, a produção de dispositivos com elevado rendimento quântico de fluorescência e propriedades ópticas controladas é essencial para otimização do uso de semicondutores em aparelhos optoeletrônicos. Reiteradamente, para obtenção de perovskitas com propriedades ópticas ajustadas, especialmente com emissões no azul, faz-se necessário o controle morfológico, químico e estrutural preciso das nanopartículas e, consequentemente, de técnicas de caracterização estrutural estatisticamente precisas e representativas capazes de avaliar os defeitos a nível atômico dos sistemas produzidos. Técnicas avançadas em Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) podem fornecer informações cruciais tanto morfológicas (necessitando de dados estatísticos de imagens de alta resolução) quanto correlações estruturais para nanomateriais. Entretanto, alguns componentes das perovskitas interagem com o feixe de elétrons através do espalhamento inelástico induzindo a decomposição das estruturas. Na literatura, poucos estudos avançados em TEM sobre perosvkistas são reportados, justamente pela dificuldade de contornar os danos causados pelo feixe de elétrons. Assim, neste projeto novos métodos de preparação de amostras e coleta de dados serão explorados como coleta de dados de imagens em baixa dose e em série (uma série de imagens serão somadas e alinhadas para gerar uma imagem final, processo similar a Cryo-EM. Assim, pretendemos prover informações importantes para a determinação de defeitos estruturais que são prejudiciais à eficiência de dispositivos e que poderão ser melhorados através de novos métodos de síntese e trocas de ligantes. Para alcançar este objetivo, pretende-se caracterizar de maneira avançada os sistemas nanoestruturados tipo perovskita visando gerar amostras com menor quantidade de defeitos e maiores emissão de fotoluminescência para futuras aplicações em diodos emissores de luz de perovskita (PeLEDs).