Investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de EE. UU. UU. y el Centro de Semiconductores Inorgánicos Orgánicos Híbridos para Energía (CHOISE) han descubierto un método innovador para inducir quiralidad en semiconductores de haluros de perovskita. Este avance podría allanar el camino para aplicaciones electrónicas innovadoras.
El estudio revela cómo la estructura de las perovskitas de haluros se distorsiona cuando interactúan con moléculas quirales, como se ilustra en su reciente publicación. La quiralidad, que se refiere a estructuras que no se pueden superponer a sus imágenes especulares (como las manos), permite un mayor control sobre el espíritu de los electrones. Mientras que los dispositivos optoelectrónicos tradicionales gestionan principalmente la carga y la luz, esta investigación se centra en el control del giro.
El equipo desarrolló con éxito un LED polarizado por espín utilizando semiconductores quirales de perovskita sin requerir temperaturas extremadamente bajas ni campos magnéticos. Este último progreso acelera el desarrollo de materiales para un control eficaz del efecto.
Los hallazgos se detallan en el artículo titulado “Transferencia de quiralidad remota en semiconductores de halogenuros metálicos híbridos de baja dimensión”, publicado en Nature Chemistry. El descubrimiento clave implicó introducir en la perovskita una molécula quiral con un grupo de cabeza diferente, que no se integra en la red sino que distorsiona su estructura desde la superficie. Md Azimul Haque, primer autor del artículo, señaló que los métodos tradicionales de incorporar quiralidad en semiconductores de perovskita de baja dimensión requieren que la molécula quiral forme parte de la red de perovskita, lo que requiere un análisis exhaustivo con cada cambio de composición. Este nuevo enfoque permite una transferencia más sencilla y rápida de propiedades de una molécula quiral cercana sin alterar la composición de la perovskita.
«Ahora podemos crear materiales con propiedades conocidas con quiralidad añadida muy fácilmente en comparación con los métodos tradicionales», dijo Haque, investigador postdoctoral. «El siguiente paso es experimentar con los materiales e incorporarlos a nuevas aplicaciones». Sus coautores de NREL son Steven Harvey, Roman Brunecky, Jiselle Ye, Bennett Addison, Yifan Dong, Matthew Hautzinger, Kai Zhu, Jeffrey Blackburn, Joseph Berry y Matt Beard. Otros coautores de CHOISE incluyen a Andrew Grieder, Yuan Ping, Junxiang Zhang, Seth R. Marder, Heshan Hewa Walpitage, Zeev Valy Vardeny, Yi Xie y David B. Mitzi.
