Perowskitowa litografia, czyli jak naukowcy użyli lasera do stworzenia pożądanych wzorów

Naukowcy z Chin wykonali bezpośrednią litografię nanokryształów perowskitu o zmiennym składzie. Dokonali tego wewnątrz szkła i udało im się w ten sposób uzyskać pożądane wzory.

Artykuł poświęcony ich dokonaniom, dostępny w Science, opisuje, jak członkowie zespołu badawczego wykonali bezpośrednią litografię kolorowych nanokryształów perowskitu, co umożliwiło im osiągnięcie oczekiwanych rezultatów.

Czytaj też: Fotowoltaiczne ogniwa perowskitowe z powłoką z kwantowych kropek mogą okazać się strzałem w dziesiątkę

Perowskity to grupa minerałów znana głównie dzięki ich stosowaniu do projektowania nowatorskich paneli słonecznym. Na tym ich potencjalne zalety się jednak nie kończą, ponieważ ich właściwości optyczne są również przydatne między innymi w produkcji katod i diod LED. Problem polega na tym, że przetwarzanie minerałów było dotychczas związane z dość niską stabilnością strukturalną.

Perowskity posiadają właściwości przydatne między innymi w projektowaniu ogniw słonecznych

Próbowano nawet dokonywać takich zabiegów wewnątrz szkła, co miało doprowadzić do uzyskania fotonicznej funkcjonalności, jednak rezultaty okazały się co najwyżej niezadowalające. Przedstawiciele kilku chińskich instytucji badawczych stojący za najnowszymi badaniami postanowili więc obrać nieco odmienną drogę. Wykorzystali ultraszybkie impulsy laserowe do wykonania bezpośredniej litografii 3D kompozycji złożonej z nanokryształów perowskitu. Laser został użyty do podgrzania szkła, dzięki czemu doszło do wzrostu ciśnienia oraz podziału ciekłych nanofaz.

Badacze użyli szkieł tlenkowych składających się z ołowiu, cezu i halogenków. Wcześniej zostały one oczyszczone z potencjalnych zanieczyszczeń, a w trakcie eksperymentu naukowcy wykorzystali metodę prób i błędów w celu dostrojenia lasera. Później posłużył on do tworzenia trójwymiarowych wzorów w szkle. Kiedy już autorzy uzyskali pewność co do możliwości produkcji mikrometrowych diod LED, postanowili stworzyć trójwymiarowe kolorowe wzory składające się z liter, cyfr i symboli. Stworzyli nawet tablice, które w przyszłości mogłyby posłużyć do wytwarzania nośników pamięci.

Czytaj też: Od teraz każdy może być Supermanem. Powstał odpowiednik jego laserowych oczu

Cały proces może być modyfikowany poprzez zmianę czasu trwania impulsu laserowego. Poza tym, można byłoby go również wykorzystać do tworzenia materiałów przydatnych w optyce, tworząc wzory charakteryzujące się pożądanym dostrojeniem długości fali. Efekty są zadowalające, ponieważ uzyskiwane wzory są stabilne, nawet w przypadku wahań temperatury oraz innych niekorzystnych warunków.