Ultrasonik indüklenen ve yoğun tepkiler genellikle geleneksel teknikler tarafından hazırlanamayan ışık aktive malzemelerin üretimi için bir kolay, hassas kontrol edilebilir ve çok yönlü sentez yöntemi sunuyoruz.
Perovskit kristallerinin ultrasonik kristalizasyonu ve çökemesi, seri üretim için endüstriyel ölçekte perovskit nanokristallerinin üretilmesine olanak tanıyan son derece etkili ve ekonomik bir tekniktir.

Perovskit Nanokristallerinin Ultrasonik Sentezi

Organik-inorganik kurşun halide perovskitler, yüksek ışık emilimi, çok uzun taşıyıcı ömrü, taşıyıcı difüzyon uzunluğu ve yüksek taşıyıcı hareketlilik gibi olağanüstü optoelektronik özellikler sergiler, bu da perovskit bileşiklerini güneş panelleri, LED'ler, fotodedektörler, lazerler vb. yüksek performanslı uygulamalar için üstün fonksiyonel bir malzeme haline getirir.
Ultrasonication çeşitli organik reaksiyonlar hızlandırmak için fiziksel yöntemlerden biridir. Kristalizasyon işlemi ultrasonik tedavi tarafından etkilenir ve kontrol edilir, tek kristalin perovskit nano tanecikleri kontrol edilebilir boyut özellikleri ile sonuçlanan.

CH için TEM görüntüleri₃Nh₃PbBr₃ QDs (a) ve (b) ultrasonik tedavi olmadan.

Ultrasonik Perovskit Sentezi Örnek Çalışmaları

Araştırma ultrasonik destekli perovskit kristal büyüme manifold türleri yürütmüştür. Genel olarak perovskit kristalleri sıvı büyüme yöntemi ile hazırlanır. Perovskit kristallerini çökeltmek için, hedef numunelerin çözünürlüğü yavaş yavaş ve bir öncül çözeltide azaltılır. Perovskit nano kristallerinin ultrasonik çökeltisi esas olarak bir antisolvent söndürme dayanmaktadır.

Perovskite Nanokristallerin Ultrasonik Kristalizasyonu

Jang et al. (2016) kurşun halide perovskit nanokristallerin başarılı ultrasonik destekli sentezini rapor eder. Ultrason kullanma, APbX₃ a = CH'nin çok çeşitli kompozisyonlara sahip perovskit nanokristalleri₃Nh₃, Cs veya HN=CHNH₃ (formamidinium) ve X = Cl, Br veya I, çöktürülmüştür. Ultrasonication öncüllerin çözme işlemini hızlandırır (AX ve PbX₂) toluen ve çözünme oranı nanokristallerin büyüme hızını belirler. Daha sonra, araştırma ekibi homojen bir şekilde büyük alan silikon oksit yüzeylerüzerinde üniforma boyutu nanokristaller kaplama yüksek hassasiyetli fotodedektörler imal.

Ultrasonik tedavi olmadan CH3NH3PbBr3 (a) ve (b) parçacık boyutu dağılımları.
Chen ve ark. 2017

Perovskit ultrasonik Asimetrik Kristalizasyon

Peng ve ark. (2016) kavitasyon tetikli asimetrik kristalizasyona (CTAC) dayalı yeni bir büyüme yöntemi geliştirmiştir ve bu yöntem, çekirdeklenme bariyerini aşmak için yeterli enerji sağlayarak heterojen nükleasyonu teşvik eder. Kısaca, onlar çok kısa ultrasonik darbeler tanıttı (』 1sec) bu antisolvent buhar difüzyon ile düşük bir supersaturation seviyesine ulaştığında çözüm. Ultrasonik darbe yüksek supersaturation düzeylerinde tanıtıldı, kavitasyon aşırı çekirdeklenme olayları ve bu nedenle küçük kristallerin bir bolluk büyümesini tetikler nerede. Umut verici, MAPbBr₃ monokristalfilmler döngüsel ultrasonication tedavi birkaç saat içinde çeşitli yüzeylerin yüzeyinde büyüdü.

Perovskit Kuantum Noktalarının Ultrasonik Sentezi

Chen et al. (2017) araştırma çalışmalarında ultrasonik ışınlama altında perovskit kuantum noktalarını (QDs) hazırlamak için etkili bir yöntem sunarlar. Ultrasonication perovskit kuantum nokta yağış hızlandırmak için mekanik bir yöntem olarak kullanılır. Perovskit kuantum noktalarının kristalizasyon süreci ultrasonik tedavi ile yoğunlaşır ve kontrol edilir ve nanokristallerin tam olarak uyarlanmış boyutu elde edilir. Perovskit kuantum noktalarının yapısı, parçacık boyutu ve morfolojisinin analizi, ultrasonik kristalizasyonun daha küçük parçacık boyutları ve daha düzgün bir parçacık boyutu dağılımı verdiğini göstermiştir. Ultrasonik (= sonochemical) sentezini kullanarak, farklı kimyasal bileşimlere sahip perovskit kuantum noktalarını üretmek de mümkün oldu. Perovskit kristalleri bu farklı kompozisyonlar CH emisyon zirveleri ve adsorpsiyon kenarları mümkün izin₃Nh₃Pbx₃ (X = Cl, Br ve I), son derece geniş bir renk gamı yol açtı.

Ultrasonik Dağılma

Nano parçacık süspansiyonlar ve mürekkepler Ultrasonication ızgaraları veya elektrotlar gibi yüzeyler üzerinde nano-süspansiyon uygulamadan önce homojen onları dağıtmak için güvenilir bir tekniktir. (cf. Belchi ve ark. 2019; Pichler ve ark. 2018)
Ultrasonik dağılım kolayca yüksek katı konsantrasyonları (örneğin macunlar) işler ve tek bir süspansiyon üretilen böylece tek dağınık parçacıklar halinde nano parçacıklar dağıtır. Bu, sonraki uygulamada, substrat kaplandığında, aglomeralar gibi kümelenmenin kaplamanın performansını bozamaz.

Ultrasonik dağılım tek tip nano boyutlu süspansiyonlar hazırlar: yeşil eğri – sonication önce / sonication sonra kırmızı eğri

Perovskit Yağış için Ultrasonik İşlemciler

Hielscher Ultrasonik tasarımları ve yüksek kaliteli perovskit kristalleri sonochemical sentezi için yüksek performanslı ultrasonik sistemler üretmektedir. Pazar lideri olarak ve ultrasonik işleme uzun süreli deneyimi ile, Hielscher Ultrasonics büyük ölçekli üretim için endüstriyel ultrasonik işlemcilerin son kurulum optimizasyon uģamak için ilk fizibilite testi müşterilerine yardımcı olur. Endüstriyel ultrasonik işlemciler kadar laboratuvar ve tezgah-top ultrasonicators tam portföy sunan, Hielscher nanokristal süreci için ideal bir cihaz tavsiye edebilir.
Tüm Hielscher ultrasonicators hassas kontrol edilebilir ve çok yüksek genlikleri çok düşük ayarlanabilir. Genlik, sonication süreçlerinin etkisini ve yıkıcılığını etkileyen ana faktörlerden biridir. Hielscher Ultrasonik’ ultrasonik işlemciler genlikler çok hafif ve çok yoğun ve yıkıcı uygulamalar için yumuşak aralığı kapsayan çok geniş bir yelpazede sunar. Doğru genlik ayarı, güçlendirici ve sonotrode seçimi belirli bir işlem için gerekli ultrasonik etkisi ayarlamak için izin verir. Hielscher'ın özel akış hücresi reaktörü MPC48'i – MultiPhaseCavitator (bkz. pic. sol) – yüksek performanslı ultrason dalgaları homojen bir karışım içine iki faz dağılım kavitasyonal sıcak noktaya ince bir zorlanma olarak 48 kanüller ile ikinci faz enjekte sağlar. MultiPhaseCavitator kristal tohumlama noktaları başlatmak ve perovskit nanokristallerin yağış reaksiyonu kontrol etmek için idealdir.
Hielscher endüstriyel ultrasonik işlemciler olağanüstü yüksek genlikleri sunabilir. 200 μm'ye kadar genlikler 7/24 çalışmada kolayca çalıştırılabilir. Daha yüksek genlikler için, özelleştirilmiş ultrasonik sonotrodes mevcuttur. Hielscher ultrasonik ekipman sağlamlığı ağır ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışma için izin verir.
Müşterilerimiz, Hielscher Ultrasonic'in sistemlerinin olağanüstü sağlamlığı ve güvenilirliğinden memnun. Ağır hizmet uygulama, zorlu ortamlar ve 7/24 çalışma alanlarında kurulum verimli ve ekonomik işleme sağlar. Ultrasonik süreç yoğunlaştırma işlem süresini azaltır ve daha iyi sonuçlar elde, yani daha yüksek kalite, daha yüksek verim, yenilikçi ürünler.
Aşağıdaki tablo size bizim ultrasonicators yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesidir: