Laser pe bază de perovskite, stabil timp de peste 400 de milioane de pulsuri
Cercetătorii de la Universitatea din Vilnius au demonstrat structuri laser pe bază de perovskite care și-au menținut performanța stabilă pe parcursul a peste 400 de milioane de pulsuri. Rezultatele, publicate în Advanced Optical Materials, abordează una dintre principalele provocări care limitează utilizarea practică a perovskitelor: instabilitatea acestora.
Aceste materiale semiconductoare ar putea juca un rol important în tehnologiile optice de generație următoare, însă tendința lor de a se degrada a reprezentat mult timp o problemă pentru cercetătorii din întreaga lume. Perovskitele sunt extrem de instabile și se degradează rapid în prezența umidității, ceea ce i-a determinat pe oamenii de știință să caute soluții pentru a depăși aceste obstacole.
Producția și testarea probelor
Doctorandul Abdul Mannan Majeed și dr. Patrik Ščajev au realizat propriile probe de perovskite prin metoda turnării prin rotație, într-o atmosferă de azot, reducând conținutul de plumb și înlocuind o parte din acesta cu zinc. Potrivit lui Ščajev, perovskitele sunt populare în prezent datorită faptului că sunt ușor de produs prin metode de turnare.
După realizarea probelor, dr. Augustas Vaitkevičius a efectuat teste folosind microscopia confocală de înaltă rezoluție, o tehnică ce utilizează lumina pentru a observa modul în care perovskitele emit radiații. El explică faptul că lumina emisă depinde în primul rând de proprietățile chimice și de compoziția materialului, iar prin aceste teste se poate înțelege mai bine unde și când are loc degradarea mai rapid sau mai lent.
Procesul de testare este îngreunat considerabil de compoziția chimică delicată a perovskitelor, care tind să absoarbă umiditatea din aer și apoi să se dizolve. Vaitkevičius a folosit un sistem de microscopie multi-mod, dintre care un mod este scanarea laser. Lumina laser este direcționată printr-o lentilă obiectiv pe probe și focalizată într-un singur punct în care se află stratul de perovskite, cu o lățime de aproximativ grosimea unui fir de păr uman.
Analiza rezultatelor
Potrivit lui Vaitkevičius, partea cea mai dificilă a procesului este interpretarea datelor. Analiza a durat câteva săptămâni, dar rezultatele au meritat efortul: probele de perovskite au prezentat proprietățile sperate de cercetători.
Ščajev precizează că, folosind măsurătorile de luminescență confocală ale lui Vaitkevičius, echipa a găsit o corelație între debutul emisiei stimulate și îmbunătățirea intensității luminescenței și a lungimii de undă a emisiei. Ulterior, prin ablatie laser cu interferență, cercetătorii au format rețele DFB pe perovskite, iar probele rezultate au arătat o stabilitate bună și o linie de emisie îngustă.
Cercetarea asupra perovskitelor este departe de a se fi încheiat, iar drumul până la utilizarea lor practică completă rămâne lung. Cu toate acestea, cercetătorii de la Universitatea din Vilnius se concentrează pe termen lung, lucrând pas cu pas pentru a aduce perovskitele în inginerie și în tehnologia modernă.
