Перовскитовые материалы по-прежнему вызывают большой интерес в области применения солнечных батарей. В настоящее время наноструктуры перовскитовых материалов рассматриваются в качестве новой лазерной среды. В течение многих лет сообщалось об усилении света в перовскитных квантовых точках, но в большинстве работ количественный анализ был недостаточным. Для оценки способности усиления света необходим «коэффициент усиления», с помощью которого выявляется важнейшая характеристика лазерной среды. Эффективная лазерная среда — это та, которая имеет большой коэффициент усиления. Ученые ищут способы увеличить этот коэффициент усиления. В недавнем исследовании группе исследователей под руководством профессора Квангсеука Кима (Kwangseuk Kyhm) с факультета оптики и мехатроники Пусанского национального университета в Корее удалось повысить коэффициент усиления сигнала в перовскитовых нанолистах CsPbBr3 с уникальным волноводным рисунком. Их исследование было опубликовано в журнале Light: Science & Applications 24 ноября 2023 года. Перовскитовые нанолисты представляют собой двумерные структуры, расположенные в листоподобных конфигурациях в наномасштабе, и обладают характеристиками, которые делают их ценными для различных применений. Их достижение позволяет преодолеть недостатки квантовых точек CsPbBr3, усиление которых изначально ограничено из-за Оже-процесса, который существенно сокращает время затухания инверсии населенности (состояние, при котором больше членов системы находятся в более высоких, возбужденных состояниях, чем в более низких, невозбужденных энергетических состояниях). Профессор Ким объясняет:
Исследователи также предложили новый анализ усиления «контур усиления», чтобы преодолеть ограничения предыдущего анализа усиления. Хотя старый метод позволяет получить спектр усиления, он не может проанализировать насыщение усиления при большой длине оптических полос. Поскольку „контур усиления“ иллюстрирует изменение усиления в зависимости от энергии спектра и длины оптической полоски, очень удобно анализировать локальное изменение усиления в зависимости от энергии спектра и длины оптической полоски. Исследователи также изучили зависимость контура усиления от возбуждения и температуры, а также узорчатый волновод на основе полиуретана-акрилата, который увеличил как усиление, так и термическую стабильность перовскитовых нанолистов. Это улучшение было связано с улучшением оптического удержания и теплоотвода, чему способствовали двумерные экситоны с ограниченным центром масс и локализованные состояния, возникающие из-за неоднородной толщины листа и дефектных состояний. Реализация такого узорчатого волновода перспективна для эффективного и контролируемого усиления сигнала и может способствовать разработке более надежных и универсальных устройств на основе перовскитовых нанолистов, включая лазеры, сенсоры и солнечные элементы. Кроме того, он может оказать влияние на отрасли, связанные с шифрованием и дешифрованием информации, нейроморфными вычислениями и коммуникациями в видимом свете. Кроме того, усиление и повышение эффективности могут помочь перовскитным солнечным элементам лучше конкурировать с традиционными солнечными элементами на основе кремния. Исследование также способно оказать значительное влияние на оптику и фотонику. Полученные данные помогут оптимизировать работу лазеров, улучшить передачу сигналов в оптической связи и повысить чувствительность фотоприемников. Это, в свою очередь, может позволить устройствам работать более надежно. В перспективе, когда потребуется интенсивный свет в наномасштабе, перовскитовые нанолисты можно будет объединить с другими наноструктурами, что позволит использовать усиленный свет в качестве оптического зонда. Однако успешное применение перовскитовых нанолистов в различных областях, включая потребительские товары, такие как смартфоны и освещение, будет зависеть от преодоления проблем, связанных с их стабильностью, масштабируемостью и токсичностью.
03.01.2024 |
Нано
Ученые создали устройство для хранения и передачи информации с помощью света | |
Устройство на основе углеродной нанотрубк... |
Созданы частицы с квантовыми точками для многоразового применения в биомедицине | |
Новые светящиеся микрочастицы, состоящие из&nb... |
В России доказали эффективность нанокомпозитов для лечения атеросклероза | |
Модифицированные нанокомпозиты для лечени... |
Science: Открыт новый метод выращивания полезных квантовых точек | |
Квантовые точки, или полупроводниковые на... |
PNAS: Новый метод поможет собирать в 10 раз больше золота из электронных отходов | |
Губку из оксида графена и хитозана д... |
Nature Nanotechnology: Идет создание упрощенной формы жизни | |
Учёные много лет пытаются понять, как&nbs |
LS&A: Разработан метод синтеза наночастиц высокоэнтропийных сплавов | |
Быстрое создание наночастиц высокоэнтропийных ... |
Nano Letters: Тройные стыки — залог сохранения стабильности наноматериалов | |
Как создать материалы, которые будут прочнее и... |
Nature Nanotechnology: Нанодиски для стимуляции мозга заменят инвазивные электроды | |
Новые магнитные нанодиски разработали учёные и... |
NatComm: Создана основа для практического применения наночастиц в военной связи | |
Новую технологию шифрования связи в видим... |
В СПбГУ усовершенствовали полупроводниковые наноструктуры для оптоэлектроники | |
Учёные Санкт-Петербургского государственного у... |
NatComm: Белки-шапероны помогают обычным белкам принять правильную форму | |
Белки играют важную роль в организме, и&n... |
EMBO Reports: Разработан биологический подход для изучения паттернинга тканей | |
Как морфогены в сочетании с клеточно... |
LS&A: Разработан хиральный нанокомпозит для зондирования сероводорода | |
С развитием нанотехнологий создано много искус... |
NatComm: Созданы чувствительные к магнитному полю спиновые кубиты из нанотрубок | |
Нанотрубки из нитрида бора, BNNTs, содерж... |
NatNanotechnol: Силоксановые наночастицы целятся точно в органы при мРНК терапии | |
Инженеры из Пенсильвании открыли новый сп... |
ACS Nano: Открыты светопоглощающие свойства ахиральных материалов | |
Исследователи из Университета Оттавы сдел... |
Nature Communications: Наноструктуры на дне океана намекают на зарождение жизни | |
Исследователи из Центра устойчивого ресур... |
ACS Nano: Искусственный паучий шелк превратят в медицинские материалы | |
Скоро Хэллоуин, пора украшать дома страшными в... |
AFM: Антибактериальные поверхности из графена уничтожат 99,9% патогенов | |
Графен, обладающий сильными бактерицидными сво... |
Российские ученые подтвердили эффективность золотых наночастиц против опухолей | |
Исследование показало, что эффектив... |
Physical Review Letters: Ученые подобрались ближе к искоренению наношума | |
Благодаря наноразмерным устройствам исследоват... |
ACS Nano: Новое открытие улучшит дизайн микроэлектронных устройств | |
Как работает электроника нового поколения и&nb... |
Small: Совершен прорыв в создании пленок с использованием оксида графена | |
Исследовательская группа из Университета ... |
В УГНТУ разработали установку по переработке печной сажи в графен | |
Установку, которая перерабатывает печную сажу&... |
Nature Photonics: Уникальный нанодиск продвигает исследования в области фотоники | |
Нанообъект с уникальными оптическими свой... |
ТПУ: Графен позволяет управлять свойствами диэлектриков с высоким преломлением | |
Учёные Инженерной школы неразрушающего контрол... |
Science: Стало возможным массовое производство металлических нанопроводов | |
Новый метод выращивания крошечных металлически... |
NatNano: Новый метод молекулярной инженерии позволит создавать сложные органоиды | |
Новый метод молекулярной инженерии позволяет в... |
NatComm: Нанобиосенсоры открывают широкие возможности в медицинской диагностике | |
Биосенсоры — это устройства, к... |