Реєстраційний номер
0225U002752,
(0122U001860)
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Релаксація електронних збуджень в неорганічних галоїдних перовськитах типу ABX3
Назва етапу роботи
Релаксація електронних збуджень в неорганічних галоїдних перовськитах типу ABX3
Керівник роботи
Волошиновський Анатолій Степанович, Доктор фізико-математичних наук
Дата реєстрації
02-04-2025
Організація виконавець
Львівський національний університет імені Івана Франка
Опис роботи
Метою проєкту є з’ясування механізмів релаксації електронних та екситонних у нових функціональних матеріалах на основі галоїдних перовськитів ABX3 (A = Cs, Rb, K; B = Pb, Sn; X = F, Cl, Br, I). Проєкт передбачає синтез та дослідження фізичних параметрів неорганічних галоїдних перовськитів і наноструктур на їхній основі. Основним завданням буде встановлення закономірностей випромінювальної релаксації електронних збуджень, природи центрів випромінювання, їхніх спектрально-кінетичних характеристик. Вирішуватимуться проблеми розробки сцинтиляційних детекторів із пікосекундним часовим розділенням, розробки методів отримання наночастинок компактованих в об’ємні матеріали для люмінесцентних джерел, збільшення ефективності фотоперетворювачів та фотодетекторів, розширення спектрального діапазону випромінювання, підвищення стабільності перовськитних матеріалів. Для досягнення мети заплановано: 1) вирощування монокристалів перовськитів та мікро- і нанокристалів, вкраплених в діелектричні матриці; 2) синтез колоїдних наночастинок та наноструктур на їхній основі; 3) проведення комплексу досліджень люмінесцентних параметрів зразків в температурному діапазоні 10-300 К за умови збудження оптичними, синхротронними, рентгенівськими і фемтосекундними лазерними джерелами; 4) розрахунок обмінної взаємодії в екситонних станах, розрахунок зонної енергетичної структури перовськитів з врахуванням спін-орбітальної взаємодії та ефекту Рашби; 5) розробка моделі випромінюючих центрів та механізму сцинтиляційного процесу в монокристалах та нанокомпозитах на основі перовськитів.
Опис етапу
Проєкт спрямований на з’ясування природи електронних та екситонних процесів у новітніх функціональних матеріалах на основі галоїдних перовскітів типу ABX3 (A = Cs, Rb, K; B = Pb, Sn; X = F, Cl, Br, I), що набули значного практичного значення в галузях світлодіодної техніки, сонячних елементів, детекторів випромінювання та біомедицини. Основну увагу зосереджено на механізмах випромінювальної релаксації електронних збуджень, визначенні центрів випромінювання та спектрально-кінетичних властивостей за збудження іонізуючим випромінюванням. Проведено синтез та вирощування монокристалів і наночастинок перовскітів у різних матрицях, з’ясовано особливості взаємодії структури та властивостей, зокрема квантово-розмірного ефекту, динамічного ефекту Рашби та порушень локальної симетрії кристалічної гратки. Розглянуто маркери ідентифікації екситонів Ваньє-Мотта та Рашби у люмінесценції кристалів та наночастинок. Температурні та тискові залежності спектрів випромінювання свідчать про значний внесок екситон-фононної взаємодії на особливості різних типів екситонів, прямих екситонів та непрямих Рашбівських екситонів. Отримані результати свідчать про перспективність кристалів CsPbCl3 як швидкодіючих сцинтиляторів при низьких температурах, що демонструють високу інтенсивність люмінесценції з надшвидкою кінетикою. Дослідження показали позитивний вплив активаторів, таких як кадмій, на спектральні властивості люмінесценції, що дозволяє використовувати активовані монокристали для позитрон-емісійної томографії. Встановлено особливості люмінесценції CsPbBr3-Yb, що відкривають можливості для створення джерел ІЧ-випромінювання. Розроблені підходи і результати проєкту значно розширюють розуміння електронних і екситонних процесів у перовскітах, що має фундаментальне значення для подальших досліджень та створення нових функціональних матеріалів.
Опис продукції
Автори роботи
Ігнацевич Сергій Олександрович
Антоняк Олег Тарасович
Вістовський Віталій Володимирович
Глосковська Наталія Вікторівна
Малий Тарас Сергійович
Хапко Зенон Андрійович
Додано/оновлено в НРАТ
2025-04-02
