Separação de spin magnético impede a aplicação de estruturas 2D em dispositivos emissores de radiação UV

Autores: Eliane A. Morais, Naidel A. M. S. Caturello, Maykon A. Lemes, Henrique Ferreira, Fabio Furlan Ferreira, Jose J. S. Acuña, Sergio Brochsztain, Gustavo M. Dalpian e José Antonio Souza.

Instituições: Universidade Federal do ABC e Universidade de São Paulo.

Referência: MORAIS, ELIANE A.; CATURELLO, NAIDEL A. M. S.; LEMES, MAYKON A.; FERREIRA, HENRIQUE; FERREIRA, FABIO F.; ACUÑA, JOSE J. S.; BROCHSZTAIN, SERGIO; DALPIAN, GUSTAVO M.; SOUZA, JOSE A.. Rashba Spin Splitting Limiting the Application of 2D Halide Perovskites for UV-Emitting Devices. ACS Applied Materials & Interfaces 2024, 16, 4261-4270.

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Palavras-chave: spin, magnetismo, estrutura 2D, emissão UV, confinamento quântico, nanoestruturas. 

Resumo: Cientistas estão explorando novos materiais, que podem aprimorar dispositivos como células solares, luzes LED e lasers. Um grupo de materiais que se mostra bastante promissor é o das perovskitas de haletos em camadas 2D — a perovskita chamada (BA)₂PbX₄, onde "X" é um elemento halogênio (iodo, bromo ou cloro). Queríamos entender como a mudança no ânion halogênio afeta a estrutura cristalina do material e como ele brilha quando a luz incide sobre ele. Descobrimos que o composto com cloro tem uma estrutura interna bastante distorcida, o que causa algo especial, chamado efeito Rashba — uma espécie de distorção na forma como os elétrons se movem, devido a minúsculos campos elétricos dentro do material. Essa distorção afeta a fotoluminescência (capacidade de brilho do material), e vimos que a versão com cloro brilha muito menos do que as outras — justamente a que brilha radiação UV. As simulações computacionais confirmaram que esse material possui uma pequena polarização elétrica e uma mudança perceptível nos níveis de energia dos elétrons. Isso ajuda a explicar por que é difícil fabricar materiais emissores de luz UV usando esse tipo de perovskita.