Οι μηχανικοί του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια Σαν Ντιέγκο χρησιμοποιούν έναν υπερυπολογιστή για να σχεδιάσουν υλικά με προοπτικές βελτίωσης των ηλιακών κυψελών και των LED - βρίσκοντας 13 από τους πρώτους και 23 από τους τελευταίους
Τα υποψήφια υλικά, τύποι ημιαγωγών υβριδικών αλογονιδίων, θα είναι σταθερά και θα παρουσιάζουν εξαιρετικές οπτοηλεκτρονικές ιδιότητες.
Έχουν ένα ανόργανο πλαίσιο που φιλοξενεί οργανικά κατιόντα και παρουσιάζουν ιδιότητες υλικών που δεν απαντώνται μόνο σε οργανικά ή ανόργανα υλικά, σύμφωνα με το UCSD, το οποίο επισημαίνει ότι οι υβριδικοί αλογονούχοι περοβσκίτης - τα πολλά υποσχόμενα υλικά των ηλιακών κυττάρων, αποτελούν υποκατηγορία αυτής της ομάδας - αλλά αποδεικνύουν ότι είναι δύσκολο να σταθεροποιηθούν οι ατμοσφαιρικές βλάβες από τον αγωνιστή και πολλοί περιέχουν Pb.
Στόχος του έργου είναι η εύρεση σταθερών ηλιακών οπτικών ημιαγωγών χωρίς Pb.
"Ψάχνουμε τις προηγούμενες δομές του perovskite για να βρούμε έναν νέο χώρο για το σχεδιασμό υβριδικών υλικών ημιαγωγών για την οπτοηλεκτρονική", λέει ο καθηγητής Kesong Yang.
Η ομάδα ξεκίνησε αναζητώντας τις βάσεις δεδομένων κβαντικών υλικών AFLOW και The Materials Project, αναλύοντας ενώσεις χημικώς παρόμοιες με τις perovskites αλογονιδίου Pb - εντοπίζοντας 24 δομές που θα χρησιμοποιηθούν ως πρότυπα για την παραγωγή υβριδικών οργανικών ανόργανων υλικών.
Πραγματοποιώντας υπολογισμούς κβαντομηχανικής σε αυτές τις δημιουργηθείσες 4.507 υποθετικές υβριδικές αλογονούχες ενώσεις.
Η εξόρυξη δεδομένων και ο έλεγχος δεδομένων σε αυτόν τον υποθετικό πόρο, δήλωσε το πανεπιστήμιο, ήταν αυτό που εντόπισε 13 υποψήφιους για υλικά ηλιακών κυττάρων και 23 υποψήφιους για LED.
Χρειάστηκαν αρκετά χρόνια για την ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου πλαισίου λογισμικού εξοπλισμένου με αλγόριθμους δημιουργίας δεδομένων, εξόρυξης δεδομένων και αλγορίθμων για την ανάλυση υβριδικών αλογονούχων υλικών και, όπως δήλωσε το πανεπιστήμιο, μεγάλη προσπάθεια να καταστεί το λογισμικό πλαίσιο εργασίας με το λογισμικό που χρησιμοποιείται για υψηλή απόδοση υπολογισμούς. "Μια μελέτη υψηλής απόδοσης των οργανικών-ανόργανων υβριδικών υλικών δεν είναι τετριμμένη", δήλωσε ο Γιανγκ.
Η ίδια προσέγγιση θα εφαρμοστεί τώρα και σε άλλες κρυσταλλικές δομές, αναζητώντας καλύτερα υλικά ηλιακών κυψελών και LED και, χρησιμοποιώντας νέα δομοστοιχεία εξόρυξης δεδομένων, λειτουργικά υλικά για σπιντρονικά.
Το έργο χρησιμοποίησε τον υπολογιστή Comet του UCSD και το έργο περιγράφεται στο « Υπεραγωγικό υπολογιστικό σχεδιασμό οργανικών-ανόργανων ημιαγωγών υβριδικών αλογονιδίων πέρα από τα περοβσκίτες για οπτοηλεκτρονική » στο περιοδικό Energy & Environmental Science.
