Perovskiitit paljastavat ultranopean kvanttivalon05.11.2025
Nature Nanotechnology -lehdessä julkaistussa artikkelissa raportoidaan noin kahden pikosekunnin mittakaavaisia kvanttitransientteja matalassa lämpötilassa skaalautuvilla liuos- tai höyrymenetelmillä kasvatetuissa formamidinium-lyijyjodidikalvoissa. Tämä ultranopea aikaskaala viittaa käyttöön erittäin nopeissa valonlähteissä ja muissa fotonisissa komponenteissa. Ja erityisesti nämä vaikutukset näkyvät skaalautuvalla prosessoinnilla valmistetuissa kalvoissa pikemminkin kuin laboratorioympäristöissä tapahtuvalla erikoiskasvatuksella valmistetuissa kalvoissa, mikä viittaa käytännölliseen ja edulliseen tapaan tutkia ultranopeaa kvanttiteknologiaa. ”Perovskiitit yllättävät meidät jatkuvasti”, sanoo Cambridgen yliopiston tutkimusta johtanut professori Sam Stranks. ”Tämä löytö osoittaa, kuinka niiden kiehtova nanoskaalan rakenne synnyttää luontaisia kvanttiominaisuuksia, joita voitaisiin hyödyntää tulevaisuuden fotoniteknologioissa.” Professori Stranksin ryhmän tohtori Dengyang Guo ja tohtoriopiskelija Tom Selby, yhdistivät ultraspeed-spektroskopian optiseen ja elektronimikroskopiaan ilmiön alkuperän paikantamiseksi. Tutkimusryhmä selittää nopean emission kvanttitunneloinnin ansioksi järjestäytyneissä nanodomeeni-superhiloissa – materiaalin vuorottelevissa rakennedomeeneissa, jotka luovat olosuhteet erittäin nopealle säteilyrekombinaatiolle. Tohtori Guo sanoi: ”Näiden ultranopeiden efektien näkeminen skaalautuvissa kalvoissa on jännittävää. Se osoittaa, että perovskiiteilla on tarjottavanaan vielä enemmän kuin ymmärsimmekään, aurinkokennojen optimoinnin lisäksi.” Selby lisäsi: ”Emission jäljittäminen takaisin rakenteeseen on ollut silmiä avaava kokemus – on todella jännittävää pohtia, mihin tämä tutkimus voisi johtaa.” Tutkimus korostaa sekä mahdollisuuksia että varovaisuutta. Erittäin nopeat transientit viittaavat potentiaalisiin sovelluksiin – esimerkiksi erittäin nopeisiin emittereihin tai mittausten tarkkuuden lisääntymiseen. Mittaukset tehtiin kuitenkin matalassa lämpötilassa, eikä artikkelissa raportoida huoneenlämmössä tapahtuvasta suorituskyvystä tai kvanttioptisista mittareista, kuten yksittäisten fotonien puhtaudesta tai erottamattomuudesta. Se kuitenkin osoittaa edelleen halogenidiperovskiitien monikäyttöpotentiaalin. Aiheesta aiemmin: Ledeistä enemmän irti sopivasti virittämällä Innovatiivisia rajapintoja tehokkaille perovskiittisille aurinkokennoille |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Halidiperovskiitit – jotka ovat jo olleet tehokkaiden ja edullisten aurinkokennojen merkittävän tutkimuksen kohteena – on osoitettu käsittelevän valoa nopeammin kuin useimmat markkinoilla olevat puolijohteet.