Inžinieri na Kalifornskej univerzite v San Diegu používajú superpočítač na navrhovanie materiálov s vyhliadkami na zlepšenie solárnych článkov a LED diód.
Kandidátske materiály, typy hybridných halogenidových polovodičov, by boli stabilné a vykazovali vynikajúce optoelektronické vlastnosti.
Majú anorganický rámec, v ktorom sa nachádzajú organické katióny a vykazujú materiálové vlastnosti, ktoré sa nenachádzajú v organických alebo anorganických materiáloch samotných, podľa UCSD, čo poukazuje na to, že hybridné halogenidové perovskity - sľubné materiály solárnych článkov - sú podtriedou tejto skupiny - ale sú ťažké stabilizovať atmosférické poškodenie aganistu a mnohé obsahujú Pb.
Cieľom projektu je nájsť stabilné solárne opto-polovodiče bez obsahu Pb.
„Pozeráme sa na perovskitové štruktúry, aby sme našli nový priestor na navrhovanie hybridných polovodičových materiálov pre optoelektroniku,“ hovorí profesor Kesong Yang.
Tím začal vyhľadávaním v databázach kvantových materiálov AFLOW a The Materials Project, pričom analyzoval zlúčeniny chemicky podobné Pb halogenidovým perovskitom - nachádzal 24 štruktúr, ktoré sa použili ako šablóny na generovanie hybridných organicko-anorganických materiálov.
Vykonaním výpočtov kvantovej mechaniky na nich vzniklo 4 507 hypotetických hybridných halogenidových zlúčenín.
Načítanie údajov a skríning údajov o tomto hypotetickom zdroji, uviedla univerzita, bolo to, čo identifikovalo 13 kandidátov na materiály solárnych článkov a 23 kandidátov na LED diódy.
Trvalo niekoľko rokov, kým sa vyvinul kompletný softvérový rámec vybavený algoritmami generovania údajov, získavania údajov a skríningu údajov pre hybridné halogenidové materiály a povedal, že univerzita vynaložila veľké úsilie na to, aby softvérový rámec fungoval so softvérom používaným na vysokú priepustnosť. výpočty. „Vysoko výkonná štúdia organicko-anorganických hybridných materiálov nie je triviálna,“ povedal Yang.
Rovnaký prístup sa teraz bude uplatňovať aj na iné kryštálové štruktúry, hľadajúce lepšie materiály solárnych článkov a LED a pomocou nových modulov na získavanie údajov, funkčných materiálov pre spintroniku.
V projekte sa použil počítačový komiks UCSD a práca je opísaná v „ High-throughput computational design of organic-anorganic hybrid halogenid semiconductors in peropskites for optoelectronics “ v časopise Energy & Environmental Science.
