ملخصات الأبحاث

هندسة الإجهاد والتثبيت الترسيبي لبيروفسكايت الهاليد

.Y. chen et al
  • Published online:

تُعتبر هندسة الإجهاد أداة قوية، يمكن من خلالها تحسين أداء أجهزة أشباه الموصلات. وقد أظهرت مادة بيروفسكايت الهاليد إمكانيات واعدة في تطبيقات الأجهزة؛ لِما لها من خصائص إلكترونية وإلكترونية بصرية رائعة. وعلى الرغم من المحاولات المتكررة لتعريض بيروفسكايت الهاليد للإجهاد – مثل تطبيق الضغط الهيدروستاتيكي، والتقبّض الكهربائي، والتلدين، وقوى فان دير فالس، وعدم التطابق في التمدد الحراري، وانتقال طور الركيزة بالحرارة – تظل هندسة إجهاد بيروفسكايت الهاليد القابلة للتحكم فيها، والمتوافقة مع الأجهزة، من خلال عملية التقيّل الكيميائي، تُشكّل تحديًا؛ في ظل غياب ركائز ترسُّبيّة فوقية غير متطابقة الشبكة مناسبة.

في البحث المنشور، يقدم الباحثون حالة نمو ترسُّبي فوقي بالإجهاد لأغشية رقيقة أحادية البلورة من بيروفسكايت الهاليد على ركائز ببيروفسكايت الهاليد غير متطابقة الشبكة. ودرس الباحثون هندسة الإجهاد ليوديد رصاص فورماميدينيوم-ألفا (α-FAPbI3)، باستخدام كل من الأساليب التجريبية والحسابات النظرية. ومن خلال وضع تصميم لتركيب الركيزة — وبالتالي مُعامل شبكيتها — يجري تعريض غشاء ترسُّبي فوقي رقيق من يوديد رصاص فورماميدينيوم-ألفا لإجهاد ضاغط يصل إلى 2.4%.

أثبت الباحثون أن هذا الإجهاد يُغير بكفاءةمن البِنْية البلورية، ويقلل فجوة النطاق، ويزيد قيمة حركية هول الخاصةبـيوديد رصاص فورماميدينيوم-ألفا. كما برهنوا علىأن النمو الترسبي الفوقيبالإجهاد يملك تأثيرًا تثبيتيًّا كبيرًا على طور يوديد رصاص فورماميدينيوم-ألفا؛نظرًا إلى التأثيرات التآزريةالتي يسببها التثبيت بالنمو الترسبي الفوقيوالتعادل الإجهادي. وكمثال على ذلك.. يجريتطبيق الهندسة الإجهادية لتحسين أداء جهاز كشف ضوئي قائم على يوديد رصاص فورماميدينيوم-ألفا.