Διδακτορικός Φοιτητής
ΜΑΡΙΟΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ ΤΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΟΥ-ΡΑΝΤΕΛ
trima@materials.uoc.gr
Τηλέφωνο
Γραφείο
Προσωπική ιστοσελίδα
Θέμα διδακτορικού
Structure-Property Relationships in Halide Perovskites Towards Thermoelectric and Optoelectronic Applications
Σχέσεις Δομής-Δραστικότητας σε Περοβσκίτες Αλογόνου για Θερμοηλεκτρικές και Οπτοηλεκτρονικές Εφαρμογές
Επιβλέπων
ΣΤΟΥΜΠΟΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών - ΠΚ
Μέλη Επιτροπής
ΣΑΒΒΙΔΗΣ ΠΑΥΛΟΣ, Καθηγητής, ΤΕΤΥ, Παν/μιο Κρήτης
IBÁÑEZ MARIA, ,
Abstract
Two-dimensional (2D) perovskites have been attracting extensive attention due to their intrinsic stability compared with their three-dimensional (3D) counterparts and their various optoelectronic applications, from photovoltaics to lasing. These materials are widely tailorable in composition, structure, and bandgap, and provide an intriguing playground for the solid-state chemistry and physics communities to uncover structure-property relationships. Three-dimensional (3D) halide perovskites, which have the general formula AI BIIX3, consist of [ΒΧ6]4- corner-sharing octahedra of divalent B-site cations, bridged by halide anions (X = Cl−, Br−, I−), to create a 3D anionic network. Small monovalent organic or inorganic A-site cations (MA+, FA+, Cs+) occupy cuboctahedral cavities in between the B−X sublattice and provide charge neutrality in the compounds. Through the dimensional reduction of the 3D crystal lattice, 2D perovskites, (A′)m(A)n−1BnX3n+1 , adopt a new structural and compositional dimension, A′, where monovalent (m = 2) or divalent (m = 1) cations can intercalate between the anions of the 2D perovskite sheets. Most of the exploration on 2D perovskites has mainly focused on the metal and halide part of the structure. During this PhD, new types of perovskite structures will be synthesized with main focus on the influence of different properties of organic spacers, such as volume, chain length, conjugation, dielectric constant, etc., on the specific properties of the 2D perovskite. In particular, the diversity of organic spacers properties exerts a crucial impact on the properties of the corresponding perovskite crystal, and a deeper understanding of the correlation between how the spacer changes the structure and how it translates through the thermoelectrical and optoelectronic properties, will be prioritized.
Περίληψη
Οι δισδιάστατοι (2D) περοβσκίτες έχουν προσελκύσει εκτεταμένη προσοχή λόγω της εγγενούς σταθερότητάς τους, σε σύγκριση με τους τρισδιάστατους (3D), και τις διάφορες οπτοηλεκτρονικές εφαρμογές τους, από φωτοβολταϊκά έως lasing. Αυτά τα υλικά προσαρμόζονται εύκολα ως προς τη σύνθεση, τη δομή και το διάκενο ενεργειακής ζώνης και παρέχουν μια περιοχή εξερεύνησης για τις ομάδες χημείας και φυσικής στερεάς κατάστασης, να ανακαλύψουν τις σχέσεις δομής-ιδιοτήτων. Οι τρισδιάστατοι (3D) περοβσκίτες αλογονιδίων, που έχουν τον γενικό τύπο AI BIIX3, αποτελούνται από [ΒΧ6]4- γωνιακά οκτάεδρα δισθενών κατιόντων Β, γεφυρωμένα από ανιόντα αλογονιδίου (X = Cl-, Br−, I− ), για τη δημιουργία ενός τρισδιάστατου ανιονικού δικτύου. Μικρά μονοσθενή οργανικά ή ανόργανα κατιόντα Α (MA+, FA+, Cs+) καταλαμβάνουν κυβοκταεδρικές κοιλότητες μεταξύ του υποπλέγματος Β−Χ και παρέχουν ουδετερότητα φορτίου στις ενώσεις. Μέσω της μείωσης των διαστάσεων του τρισδιάστατου κρυσταλλικού πλέγματος, οι 2D περοβσκίτες, (A′)m(A)n−1BnX3n+1, υιοθετούν μια νέα δομική και συνθετική διάσταση, A′, όπου μονοσθενής (m = 2) ή δισθενής (m = 1) κατιόντα μπορούν να παρεμβάλλονται μεταξύ των ανιόντων των 2D φύλλων περοβσκίτη. Το μεγαλύτερο μέρος της έρευνας των 2D περοβσκιτών έχει επικεντρωθεί κυρίως στο μεταλλικό και αλογονιδιακό τμήμα της δομής. Κατά τη διάρκεια αυτού του διδακτορικού, θα συντεθούν νέοι τύποι δομών περοβσκίτη, με επίκεντρο την επίδραση των διαφορετικών ιδιοτήτων του οργανικού τμήματος της δομής, όπως ο όγκος, το μήκος της αλυσίδας, η σύζευξη, η διηλεκτρική σταθερά κ.λπ., στις ιδιότητες του 2D περοβσκίτη. Θα δοθεί προτεραιότητα σε μια βαθύτερη κατανόηση της συσχέτισης μεταξύ του τρόπου με τον οποίο το οργανικό τμήμα αλλάζει τη δομή και του τρόπου με τον οποίο μεταφράζεται αυτό, μέσω των θερμοηλεκτρικών και οπτοηλεκτρονικών ιδιοτήτων.