Functionele engineering van metaal-halide perovskieten: een niet-lineaire optische studie

Kristallijne materialen zijn essentiële onderdelen van moderne technologie, als nieuwe en innovatieve materialen. Terwijl grootte, vorm en samenstellingseffecten op de functionele eigenschappen van nanomaterialen op grote schaal zijn onderzocht, heeft de invloed van de kristalfase minder aandacht gekregen. Het vermogen van een materiaal om meerdere  Functionele engineering van metaal-halide perovskieten: een niet-lineaire optische studie kristalstructuren aan te nemen, d.w.z. structureel polymorfisme, maakt het mogelijk om de functionele eigenschappen (chemisch, elektrisch en optisch) af te stemmen op specifieke toepassingen.  Dit doctoraatsproject heeft als einddoel om controle te krijgen over de structuur van metaalhalogenide perovskieten (MHP's) , door het afstemmen van experimentele parameters zoals synthesemethode, samenstelling, morfologie en temperatuur. MHP's vertonen technologisch relevante elektro-optische eigenschappen die afhankelijk zijn van de structuur van de vaste fase. Met name ferro-elektriciteit, de eigenschap waarop dit project is gericht, is hiervoor van belang.  Daarom is een centraal onderdeel van deze studie de karakterisering van de kristalfase. De primaire techniek die gebruikt wordt voor de studie van ferro-elektriciteit is tweede harmonische generatie (SHG) microscopie, waarmee zowel de aanwezigheid van ferro-elektriciteit kan worden bepaald, als structurele beeldvorming van MHP's kan worden uitgevoerd. Door SHG-microscopie te combineren met andere niet-lineaire optische technieken, zoals derde harmonische generatie (THG) en multi-fotonmicroscopie samen met harmonische lichtverstrooiing, is het mogelijk om een complete structurele karakterisering te bereiken met optische middelen. Daarnaast wordt een breed scala aan state-of-the-art technieken zoals XRD, Raman micro-spectroscopie, SEM, AFM, absorptie- en emissiespectroscopie gebruikt om de kristalstructuur en -morfologie te karakteriseren.  Door vast te stellen hoe de elektro-optische eigenschappen (d.w.z. kwantumopbrengst, bandkloof, ladingscheiding, etc.) zich verhouden tot de kristalstructuur, zal het mogelijk zijn om te bepalen hoe we gebruik kunnen maken van MHP's voor verschillende technologische toepassingen zoals zonnecellen, LED's of chemische sensoren.