احسان سهیلی

یکی از جذاب‌ترین ساختارهایی که در دهه‌های اخیر توجه محققین و فعالان حوزه‌های تجاری را به خود جلب کرده است نانوبلورهای نیم رساناست. این مواد ذرات نانومقیاسی هستند که غالبا در فاز محلول (کلوئیدی) یا به صورت لایه‌های نازک تهیه می‌شوند. یکی از جدیدترین ساختارهای نیم‌رسانا نانوبلورهای پروسکایت نورتاب هالید فلزی با فرمول عمومیABX3 هستند. در این مطالعه، نانوبلورهای پروسکایت نورتاب (Et)3NHPbBr3 با گسیل آبی شدید با استفاده از روش لارپ و استفاده از کاتیون تری اتیل آمونیم برومید تهیه شدند. در ادامه با تغییر کاتیون به دی اتیل آمونیم ‌برماید نانوبلورهای پروسکایت سبز رنگ (Et)2NHPbBr3 در دمای اتاق تهیه شدند. همچنین با تغییر هالید از برم به ید نانوبلورهای پروسکایت قرمز رنگ (Et)2NHPbBrI2 با ویژگی‌های متفاوت تهیه شدند. در حال حاضر، چالش اصلی نانوبلورهای پروسکایت، ناپایداری آن-هاست که مانع از کاربرد بالقوه آن‌ها در صنعت می‌شود. برای غلبه بر این مشکل از چارچوب‌های آلی‌فلزی MOF-5 اصلاح شده به عنوان پوشش استفاده شد و نانوبلورهای پروسکایت درون این ساختارهای متخلخل قرار داده شدند. برای این منظور، ابتدا ساختار منافذ ریز متخلخل MOF-5 با افزایش اندازه حفره‌های آن (از 68/1 نانومتر به 88/36 نانومتر) اصلاح شد تا نانوبلورهای پروسکایت بتوانند به‌راحتی درون این حفره ها قرار گیرند. سپس، تمام پارامترهای تجربی بهینه شدند، که منجر به افزایش بازده کوانتومی فوتولومینسانس از 6 درصد در نانوبلورهای پروسکایت (Et)3NHPbBr3 به 58 درصد در کامپوزیت MOF-5@(Et)3NHPbBr3 با طول موج گسیل واقع در 394 نانومترشد. همچنین، کامپوزیت‌های (Et)2NHPbBr3@MOF-5 و (Et)2NHPbBrI2@MOF-5 واقع در طول‌موج 521 نانومتر و 669 نانومتر نیز به‌ترتیب با بازده کوانتومی فوتولومینسانس3/57 و 5/38 درصد تهیه شدند. رسیدن به پهنای کل در نصف بیشینه ۲۲ نانومتری درکامپوزیت (Et)2NHPbBr3@MOF-5 یکی از نتایج بسیارخوب این کار است که هم سطح با بهترین گزارش‌ها در این حوزه می‌باشد. تصاویر TEM و STEM گرفته شده از نمونه‌های کامپوزیت، نشان دهنده حفظ ساختار و موفولوژی مکعبی شکل چارچوب-های آلی‌فلزی MOF-5 پس از تشکیل کامپوزیت و قرار گرفتن نانوبلورهای پروسکایت بسیار کوچک‌تر در درون حفره‌های آن هستند. در نهایت، به‌عنوان مهمترین اثر چارچوب‌های بکار رفته، پایداری این کامپوزیت‌ها در برابر حرارت، رطوبت و همچنین نگه‌داری طولانی مدت ارزیابی شد که در تمام موارد، نقش بسیار مؤثر چارچوب‌های آلی‌فلزی در بهبود پایداری به اثبات رسید. این مطالعه یک روش ساده و مقرون‌به‌صرفه برای تولید نانوبلورهای پروسکایت نورتاب جدید در تمام محدوده نور مرئی از آبی تا قرمز را ارائه می‌کند و پوشش‌دهی آن‌ها در MOF ها سبب پیشرفت‌های اساسی در بازده کوانتومی فوتولومینسانس و پایداری می‌شود که برای توسعه دستگاه‌های اپتوالکترونیکی کارآمد بسیار مهم هستند.