La théorie du Yin-Yang est une ancienne philosophie chinoise dans laquelle les forces du Yin-Yang sont interdépendantes et s’opposent les unes aux autres pour créer un équilibre.
Récemment, inspirée par cette ancienne théorie, une équipe de recherche dirigée par le professeur Guo Xin et le professeur Li Can du Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) de l’Académie chinoise des sciences (CAS) a révélé l’origine de la stabilité de Dion –Matériaux pérovskites bidimensionnels (2D) en phase Jacobson (DJ).
Leurs conclusions ont été publiées dans Joule.
Les pérovskites DJ 2D, une classe de matériaux pérovskites hybrides organiques-inorganiques, ont été largement utilisées pour diverses applications optoélectroniques.
Par rapport aux pérovskites 3D traditionnelles avec une stabilité intrinsèquement faible, les pérovskites 2D comprenant la phase Ruddlesden – Popper (RP) et la phase DJ sont plus attrayantes en raison de leur stabilité accrue, en particulier les pérovskites DJ 2D à base de cations diammonium organiques et d’octaèdres inorganiques d’iodure de plomb, qui ont une stabilité structurelle plus élevée que celles en RP.
Cependant, certaines des pérovskites DJ 2D ne sont pas robustes et se dégradent encore plus facilement que leurs homologues RP 2D, ce qui a conduit à une controverse sur leur stabilité. Ces résultats de recherche contradictoires ont poussé les scientifiques à élucider clairement le mécanisme de stabilité des pérovskites DJ 2D avec différents cations diammonium.
Dans cette étude, les chercheurs ont démontré que la stabilité des pérovskites DJ 2D était déterminée par la rigidité des cations diammonium organiques, ce qui pouvait induire une co-adaptation des composants organiques et inorganiques pour stabiliser la structure 2D. Plus précisément, la rigidité cationique moyenne a permis aux diammoniums organiques et aux octaèdres inorganiques de réguler leurs géométries en hébergement mutuel afin d’atteindre un état stabilisé.
Ce mécanisme peut fournir des conseils aux chercheurs qui souhaitent manipuler consciemment la stabilité des pérovskites DJ 2D en ajustant la rigidité cationique.
« Semblable aux deux parties de la théorie Yin-Yang, les cations organiques et les octaèdres inorganiques dans les pérovskites DJ 2D sont interconnectés avec des liaisons hydrogène alternées et lorsque les deux parties peuvent ajuster leurs géométries pour s’adapter l’une à l’autre, des connexions solides sont souhaitables », a déclaré le professeur .Guo. « De cette manière, les cations organiques à rigidité modérée joueraient un rôle essentiel dans le processus d’intercoordination car ils disposent d’un certain degré de liberté pour réguler la géométrie et la partie inorganique peut également modifier sa configuration en conséquence. »
Plus d’information:
Yang Liu et al, Révélant l’origine de la stabilité des pérovskites Dion-Jacobson 2D avec des cations organiques de rigidité différente, Joule (2023). DOI : 10.1016/j.joule.2023.03.010