Kirkasta tulevaisuutta ledeille

Princetonin yliopiston insinööritutkijat ovat kehittäneet tekniikkaa, jossa nanomittakaavan perovskiittihiukkaset järjestyvät itsestään hienojakoisiksi kalvoiksi.

"Perovskiittien suorituskyky aurinkokennoissa on todella noussut viime vuosina ja niillä on ominaisuuksia, jotka antavat suuren lupauksen ledeissä mutta kyvyttömyys luoda yhtenäisiä ja kirkkaita nanohiukkasien perovskiittikalvoja ovat rajoittaneet niiden potentiaalia", toteaa Princetonin apulaisprofessori Barry Rand.

"Uusi tekniikka mahdollistaa näiden nanohiukkasten itsejärjestyä ja siten luoda ultra-hienojakoisia kalvoja. Tämä edistys valmistuksessa saa perovskiittiledit näyttämään enemmän toteuttamiskelpoiselta vaihtoehdolta olemassa oleville teknologioille," toteaa Rand.

Florida State Universityssä toiminut tutkimusryhmä on löytänyt uuden orgaanis-epäorgaanisten hybridimateriaalin kiderakenteen, joka voi avata oven uusille sovelluksille optisille laitteille, kuten valodiodit ja laserit.

Tämän luokan materiaaleista syntyy legomaisia kappaleita, joita tieteellisesti kutsutaan metalli halidi oktahedreiksi. Niistä voi muodostaa 3D-verkostoja, 2D-kerroksia tai jopa 1D-ketjuja. Vaikka 3D- ja 2D-rakenteita on laajasti tutkittu, 1D-rakenteet ovat harvinaisia.

Floridan tutkijat löysivät ensimmäisinä tavan laittaa näitä kappaleita yhteen ketjuksi, jota ympäröi orgaaniset osat, jolloin muodostuu ydin-kuori tyyppinen lanka. Miljoonia näin päällystettyjä lankoja pinotaan sitten yhteen muodostamaan kiteinen nippu.

Tällainen kide osoittaa mielenkiintoisia optisia ominaisuuksia. Esimerkiksi se on erittäin valoa luminoiva, jota tutkijat voivat manipuloida eteenpäin, kun he käyttävät sitä erilaisille tekniikoille.

Tämä uusi tutkimus osoittaa, että kehitetty yksiulotteinen rakenne voisi olla eräs tehokas muoto tuottaa kirkasta valoa.

Tutkijoiden mukaan ne ovat hyviä valoemittereitä ja näillä uusilla materiaaleilla on suuria mahdollisuuksia käytännön sovelluksia laitteissa kuten ledit tai laserit.