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(Noticias de Nanowerk) Un grupo de investigación dirigido por el Prof. WU Kaifeng del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China (CAS), en colaboración con el Dr. Peter C. Sercel del Centro de Semiconductores Inorgánicos Orgánicos Híbridos para la Energía, informó recientemente sobre el uso de distorsión de red en puntos cuánticos de perovskita de haluro de plomo (QD) para controlar su estructura fina de excitón.
El estudio fue publicado en materiales naturales («Distorsión de celosía que induce la división de excitones y latidos cuánticos coherentes en CsPbI3 puntos cuánticos de perovskita»).
![La distorsión reticular de los puntos cuánticos de perovskita induce un latido cuántico coherente](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id61438_1.jpg)
Es bien sabido que la forma o la anisotropía del cristal en los QD, que son diminutas nanopartículas semiconductoras, conduce a una división de energía de sus excitones ópticamente brillantes (pares de huecos de electrones unidos), conocida como división de estructura fina (FSS). Estos excitones forman un campo de juego importante para la ciencia de la información cuántica. Por ejemplo, el excitón FSS se puede utilizar para el control coherente de los estados cuánticos para la computación cuántica o para pares de fotones entrelazados con polarización en la óptica cuántica, aunque para este último es importante suprimir el alcance de la división.
Tradicionalmente, el estudio de FSS generalmente requiere uno o solo algunos QD a la temperatura del helio líquido debido a su sensibilidad al tamaño y la forma del QD. Medir, y mucho menos controlar, el FSS a nivel de conjunto parece imposible a menos que todos los puntos sean casi idénticos.
En este estudio, los investigadores observaron FSS claro con excitones brillantes en CsPbI procesada en solución utilizando absorción transitoria a nivel de conjunto polarizada en femtosegundos3 QD de perovskita que se manifiestan como golpes cuánticos de excitón (oscilaciones periódicas de trazas cinéticas).
«Más sorprendentemente, la frecuencia de batido, que está determinada por la energía FSS, de una muestra determinada puede controlarse continuamente cambiando la temperatura. Este es un resultado sin precedentes, lo que significa que los científicos ahora pueden controlar FSS simplemente por temperatura”, dijo el profesor WU.
Los investigadores también encontraron que el FSS dependiente de la temperatura está relacionado con la red interesante y altamente dinámica de las perovskitas de haluro de plomo. Bajar la temperatura condujo a un marco de yoduro de plomo octaédrico más distorsionado.
Dado que estos QD de fase ortorrómbica en realidad todavía estaban restringidos por la familia pseudocúbica de planos cristalinos, los cálculos mostraron que la distorsión de la red conduce a evitar el cruce de la brecha de estructura fina entre los excitones brillantes. Esta brecha fue responsable del FSS observado y pudo detectarse en una muestra de conjunto a pesar de la heterogeneidad del tamaño y la forma del QD.
«Distorsión de celosía en CsPbI3 Las perovskitas son bien conocidas en la comunidad fotovoltaica, ya que están relacionadas con el problema de la estabilidad de fase de las células solares de perovskita, pero nadie las ha relacionado experimentalmente con la estructura fina del excitón”, dijo el profesor WU. «Nuestro estudio muestra que esta propiedad material puede usarse para controlar la división de excitones brillantes en puntos cuánticos para tecnologías de información cuántica».
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