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

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...

Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками
Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками

Инженеры разработали наноразмерные татуировки&...

Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани
Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани

Самое удивительное, что они там, каж...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса