LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах

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:

Перовскитовые нанолисты могут стать новой лазерной средой, и эта работа продемонстрировала, что усиление света может быть достигнуто на основе крошечных перовскитовых нанолистов, синтезированных химическим путем.

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.

До сих пор перовскитовые квантовые точки изучались для лазеров, но такие нульмерные структуры имеют фундаментальные ограничения. В этой связи наша работа позволяет предположить, что двумерная структура перовскитовых нанолистов может стать альтернативным решением, — заключает профессор Ким.

03.01.2024


Подписаться в Telegram



Нано

JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»

Когда молекулы облучают инфракрасным светом, о...

ACS Applied Nano Materials: Наноструктуры Au-BiFeO3 сделают планету чище
ACS Applied Nano Materials: Наноструктуры Au-BiFeO3 сделают планету чище

Потребность в устойчивых и экологичн...

ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик
ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик

Исследователи из Токийского столичного ун...

Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды
Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды

Новое исследование физики вибрирующих нанопузы...

Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной
Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной

Патогенный потенциал вдыхания инертных волокни...

Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения
Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения

Нейродегенеративными заболеваниями, такими как...

Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод
Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод

Исследовательская группа, состоящая из со...

LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах
LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах

Перовскитовые материалы по-прежнему вызывают б...

Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры
Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры

У всех представителей животного царства есть ж...

PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей
PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей

Исследование, проведенное докторантом Пабло С....

Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц
Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц

Самодвижущиеся наночастицы потенциально могут ...

Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона
Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона

Нанопластики взаимодействуют с особым бел...

Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл
Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл

Наноинженеры создали квазикристалл &mdash...

Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе
Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе

Исследователи показали, что принципы рабо...

Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь
Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь

Высокотемпературное пламя используется для&nbs...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу
В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита

Новости компаний, релизы

Ученые ТПУ в составе международной коллаборации выяснили, что смертность от болезней сердца в мире снизилась на 35% за после...
ИТ: тренды индустрии и рынка труда
Ведущие игроки агрорынка представят новинки на «Дне поля» в Агробиотехнопарке Казанского ГАУ
В России начинает работу фонд для нуждающихся в сложном высокотехнологичном лечении
Казанский ГАУ запускает подготовку специалистов по экологии и природопользованию