Cientistas do Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) desenvolveram uma abordagem inovadora para otimizar o desempenho de perovskitas halogenadas 2D (MHPs), um material promissor para tecnologias futuras que exploram o spin dos elétrons na optoeletrônica, também conhecida como spintrônica. A pesquisa, publicada na revista Matter, aborda a dificuldade em obter resultados consistentes na fabricação desses materiais.

As perovskitas halogenadas 2D apresentam custo baixo e facilidade de fabricação em forma de filmes finos, mas a otimização para aplicações optoeletrônicas, como diodos emissores de luz (LEDs) e fotodetectores, é um desafio significativo. Tecnologias avançadas de optoeletrônica baseadas em spin utilizam luz circularmente polarizada para codificar e transmitir dados. Apesar de anos de pesquisa, a seletividade desses materiais para a luz polarizada circular tem sido prejudicada por problemas de reprodutibilidade, com valores de desempenho variando em mais de duas ordens de magnitude entre diferentes laboratórios.

Abordagem sistemática e preditiva

A equipe liderada pela cientista Carolin Sutter-Fella demonstrou como ajustar diversos parâmetros de síntese, como escolha do solvente, temperatura de recobrimento e espessura do filme, pode melhorar de forma confiável as propriedades quimioópticas do material. “Este trabalho fornece um guia prático para que outros pesquisadores ajustem os parâmetros de síntese e produzam filmes de perovskita quiral de alta qualidade”, destacou Sutter-Fella.

Importância da escolha do solvente

No estudo, o autor principal Raphael Moral usou técnicas de raios-X para analisar o processo de cristalização dos filmes finos. A pesquisa revelou que a escolha do solvente é o fator mais importante, com filmes produzidos com acetonitrila apresentando os sinais quimioópticos mais fortes e consistentes. Experimentos de difração de raios-X validaram os resultados preditivos.

Os pesquisadores esperam aplicar os aprendizados deste estudo em experimentos futuros utilizando aprendizado de máquina com diferentes moléculas quirais.