Источник фото — Российский научный фонд
Перовскиты – материалы, поглощающие свет и испускающие лучи с определенной длиной волны – используются при производстве солнечных элементов, фотоприемников и лазеров. Ключевым параметром перовскитов является эффективность свечения, которую, как считалось до недавнего времени, невозможно изменить в процессе работы. Опровергнуть это удалось ученым из Университета ИТМО, Физико-технического института РАН и Харбинского инженерного университета, которые показали, что эффективностью свечения перовскитов можно управлять.
Авторы исследования с этой целью создали многослойный материал, получивший название GST и состоящий из сапфировой подложки и полуметаллов серебристо-белого цвета – германия (Ge), сурьмы (Sb) и теллура (Te). Сразу после изготовления материал находился в аморфной (т.е. неупорядоченной) фазе, которая характеризуется отсутствием молекулярной решетки, а после облучения лазером принимал кристаллическое состояние. Затем на поверхность GST наносился перовскит, в результате чего выяснилось, что у него на кристаллическом GST эффективность свечения на 20% выше, чем у перовскита на аморфной подложке.
При этом эффективность изучения можно менять после изготовления образца. Чтобы продемонстрировать это, авторы освещали материал GST пучком лазера. В результате аморфный GST переходил в кристаллическое состояние, а эффективность излучения увеличивалась на 20%. Затем ученые подвергали кристаллический GST одиночному лазерному импульсу, благодаря чему решетчатая структура материала вновь принимала неупорядоченную форму. Правда, эффективность изучения снижалась на 13% в сравнении с исходной аморфной фазой. Наконец, на последнем этапе ученые вновь обрабатывали образец серией лазерных импульсов, в результате он принимал кристаллическую структуру, а эффективность свечения снова увеличивалась на 20% в сравнении с исходным состоянием. Ученые тем самым создали перовскитный «переключатель».
Перестраиваемые светоизлучающие структуры могут найти широкое применение в фотонных устройствах. Например, если наносить их на товары и настраивать эффективность свечения, можно защитить продукцию от подделок.
«Наша платформа позволяет при помощи материалов с фазовой памятью управлять ярким излучением перовскитов. На данном этапе мы продемонстрировали принципиальную работоспособность данной платформы. Далее мы планируем использовать ее для управления направленностью и поляризацией излучения, а также использовать изменение электрических свойств материалов с фазовой памятью для демонстрации новых возможностей микрооптоэлектронных компонентов на основе платформы», — цитирует Российский научный фонд Михаила Рыбина, доктора физико-математических наук, старшего научного сотрудника физического факультета Университета ИТМО.
