Neue Publikation: Verbesserte Wärmeableitung in CsPbBr₃-hBN-Heterostrukturen
Wir gratulieren Liudmila Starodubtceva sowie allen beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern herzlich zur Veröffentlichung ihres neuen Fachartikels „Improved Heat Dissipation in CsPbBr₃-hBN Heterostructures“ in der Zeitschrift Materials Advances.
Metallhalogenid-Perowskite bieten großes Potenzial für zukünftige optoelektronische und photonische Bauelemente. Eine ihrer zentralen Herausforderungen ist jedoch die geringe Wärmeleitfähigkeit, die insbesondere bei hohen Anregungsleistungen die Leistungsfähigkeit und Langzeitstabilität der Materialien beeinträchtigen kann.
In der nun veröffentlichten Studie zeigen die Forschenden, dass sich dieses Problem durch den Einsatz einer ultradünnen Schicht aus wenigen Lagen hexagonalem Bornitrid (hBN) deutlich reduzieren lässt. Die als transparente Wärmeverteilungsschicht fungierende hBN-Kappschicht erhöht die effektive Wärmeleitfähigkeit der CsPbBr₃-Strukturen um den Faktor sieben, von 0,43 auf 3,0 W/(m·K). Gleichzeitig konnte die durch hohe Laserleistungen verursachte Schädigungsfläche um den Faktor neun verringert werden. Wärmediffusionssimulationen bestätigen zudem eine schnellere Wärmeausbreitung und effizientere Kühlung innerhalb der Heterostrukturen.
Besonders bemerkenswert ist, dass diese Verbesserungen mithilfe eines semitrockenen Transferprozesses für 2D-Materialien erreicht wurden, ohne die Morphologie oder die optischen Eigenschaften des zugrunde liegenden Perowskits zu beeinträchtigen. Die Ergebnisse verdeutlichen eindrucksvoll, wie zweidimensionale Materialien zusätzliche Funktionalitäten in aufstrebenden Halbleiterplattformen ermöglichen können.
Die Arbeit entstand im Rahmen einer erfolgreichen Zusammenarbeit zwischen der RWTH Aachen University, der AMO GmbH und der Bergischen Universität Wuppertal. Neben Liudmila Starodubtceva waren Ahmed Kadid, Naho Kurahashi, Cedric Kreusel, Jasper Ruhkopf, Sebastian Lukas, Ulrich Plachetka, Ralf Heiderhoff, Thomas Riedl, Maryam Mohammadi und Max Lemme an der Studie beteiligt.
Wir freuen uns, zu diesem vielversprechenden Forschungsbeitrag beigetragen zu haben, und gratulieren dem gesamten Team zu dieser gelungenen Veröffentlichung.
Die Publikation ist in Materials Advances erschienen und kann hier abgerufen werden.
