Estudio de la Formación de Vidrio y la Cinética de Cristalización en un Perovskita de Haluro Metálico 2D Usando Calorimetría Ultrarrápida

Mientras que las perovskitas de haluros metálicos (MHPs) cristalinas 2D representan una clase de semiconductores bien celebrada, apoyando aplicaciones en los campos de la fotovoltaica, emisores y sensores, el reciente descubrimiento de la formación de vidrio en una MHP abre muchas nuevas oportunidades asociadas con el cambio reversible entre vidrio y cristalino, donde cada estado ofrece propiedades optoelectrónicas distintas. Sin embargo, la perovskita S-(-)-1-(1-naftilo)etilamonio2PbBr4 reportada previamente es un fuerte formador de vidrio con escalas de tiempo de transformación vidrio-cristal lentas, lo que señala la necesidad de MHPs vítreos con un rango más amplio de composiciones y cinéticas de cristalización. Aquí reportamos la formación de vidrio para 1-MeHa2PbI4 (1-MeHa = 1-metil-hexilamonio) de bajo punto de fusión utilizando calorimetría ultrarrápida, ampliando así el rango de formación de vidrio en MHPs a través de un rango más amplio de composiciones orgánicas (de anillo fusionado a alifáticas ramificadas) y haluros (bromuro a yoduro). Se elucidó la importancia de una leve pérdida de componentes orgánicos y de yoduro de hidrógeno de la MHP en la estabilización del estado vítreo. Además, se estudian las cinéticas subyacentes de la transformación vidrio-cristal, incluyendo energías de activación, tasa de crecimiento de cristal, gráfico de Angell e índice de fragilidad, utilizando una combinación de técnicas de modelado cinético, termodinámico y reológico. Una tasa de crecimiento de cristal inferred rápida de 0.21 m/s para 1-MeHa2PbI4 muestra promesa hacia su idoneidad en espacios de aplicación ampliados, por ejemplo, en metamateriales, memoria no volátil y dispositivos de computación óptica y neuromórfica.