Gli ingegneri della University of California San Diego utilizzano un supercomputer per progettare materiali con prospettive di miglioramento delle celle solari e dei LED - trovando 13 dei primi e 23 di questi ultimi
I materiali candidati, i tipi di semiconduttori a ioduri ibridi, sarebbero stabili e presenterebbero proprietà optoelettroniche eccellenti.
Hanno una struttura inorganica che alloggia cationi organici e mostrano proprietà del materiale che non si trovano solo in materiali organici o inorganici, secondo UCSD, che sottolinea che le perovskiti agli alogenuri ibridi - i promettenti materiali delle celle solari, sono una sottoclasse di questo gruppo - ma si stanno dimostrando difficili da stabilizzare i danni atmosferici aganisti, e molti contengono Pb.
Lo scopo del progetto è quello di trovare opto-semiconduttori solari Pb-free stabili.
"Stiamo osservando le strutture perovskite del passato per trovare un nuovo spazio per progettare materiali semiconduttori ibridi per l'optoelettronica", ha detto il professor Kesong Yang.
Il team ha iniziato a cercare i database dei materiali quantici di AFLOW e The Materials Project, analizzando composti chimicamente simili a perovskiti alogenuri di Pb - trovando 24 strutture da utilizzare come modelli per la generazione di materiali ibridi organici-inorganici.
Eseguendo calcoli di meccanica quantistica su questi composti creati al 5007 ibridi di alogenuro.
Il data mining e lo screening dei dati su questa ipotetica risorsa, ha detto l'università, è ciò che ha identificato 13 candidati per i materiali delle celle solari e 23 candidati per i LED.
Ci sono voluti diversi anni per sviluppare un framework completo di software dotato di algoritmi di data mining, data mining e screening dei dati per i materiali ibridi a base di alogenuri e, ha detto l'università, un grande sforzo per far funzionare il framework software con il software utilizzato per l'high-throughput calcoli. "Uno studio high-throughput di materiali ibridi organici-inorganici non è banale", ha affermato Yang.
Lo stesso approccio verrà ora applicato ad altre strutture cristalline, alla ricerca di materiali migliori per celle solari e LED e, utilizzando nuovi moduli di data mining, materiali funzionali per la spintronica.
Il progetto ha utilizzato il computer Comet di UCSD e il lavoro è descritto nella " Progettazione computazionale ad alto rendimento di semiconduttori alogenuri ibridi organici-inorganici oltre le perovskiti per l'optoelettronica " nella rivista Energy & Environmental Science.
