Os cientistas descobriram o segredo da perovskita – este mineral acabou por ser um novo estado da matéria

«A ”perovskita mineral russa revelou-se muito, muito difícil, o que foi novamente confirmado por suas pesquisas aprofundadas. Descoberto há cerca de 180 anos nos montes Urais, o mineral apresenta alta eficiência tanto em painéis fotovoltaicos quanto em fontes de luz LED. Mas os cientistas ainda não conseguem entender por quê. Um novo estudo lançou alguma luz sobre este mistério. Descobriu-se que a perovskita representa um novo estado da matéria – incrível.

Representação gráfica da formação de uma gota quântica na estrutura cristalina da perovskita. Fonte da imagem: Colin Sonninchsen

As células solares de perovskita mostram eficiência cada vez melhor, embora sua estrutura cristalina seja repleta de defeitos quando comparada ao silício cristalino e outros semicondutores. Esse ponto sempre confundiu os pesquisadores: por que um mineral com defeitos na rede funciona melhor do que uma substância com uma rede cristalina ideal? Portanto, foi esse aspecto que interessou a um grupo de cientistas do Departamento de Química da McGill University (uma universidade pública de pesquisa localizada em Montreal, Quebec, Canadá).

Usando a microscopia de bomba de sondagem, um dos métodos de imagem óptica não linear para estudar reações químicas, os cientistas observaram a dinâmica da perovskita e descobriram que a deformação na estrutura cristalina de um mineral não leva à deterioração da energia, mas ao seu aumento geral. É como se uma pedra fosse jogada em um trampolim e não congelasse gradualmente em seu centro, mas, ao contrário, balançasse e voasse para algum lugar.

Os cientistas explicaram esse comportamento “não natural” da perovskita pelo fato de sua estrutura cristalina ser deformada após o movimento de um elétron e se comportar como um líquido. No processo de movimento do elétron através do mineral, duas quasipartículas surgem e se combinam – um polariton e um exciton. É semelhante em resultados à formação em um material de ponto quântico. Mais precisamente, uma queda quântica, se falarmos das propriedades da perovskita inerentes aos líquidos.

Argumenta-se que tal comportamento da matéria ainda não foi observado, e isso vale uma descoberta separada, sem mencionar que compreender os processos físicos fundamentais em perovskitas ajudará a melhorar significativamente seu uso em fotoconversores. Acrescentamos que o estudo foi publicado na revista Physical Review Research.