Perovskite ljósrásir lýsast upp
Ljósleiðarar hafa umbreytt getu okkar til að senda skilaboð örar en nokkru sinni fyrr í formi ljóss á meðan tölvur, símar, bílar, og nánast öll hvers-dags-tækni styðst við samfléttaðar rafrásir til að vinna úr upplýsingunum með hjálp nanósmára. Að brúa bilið milli ljóseinda og rafeinda er erfitt verkefni sem oft felur í sér einhverja seinkun á skilaboðum (lægri tíðni) eða orkutapi (t.d. viðnám rafeinda). Nanó- og míkró-skópísk ljósrásartækni snýst um að stýra ljósi á skilvirkan hátt í litlu rými líkt og nútíma-rafrásir leiða rafmagn í flögum og örgjörvum. Slík tækni getur rutt veginn að bæði klassískri- og skammta-ljóstölvun þar sem smárar og rökhlið ganga fyrir ljósi í stað rafmagns. Ein helsta hindrun er að fá ljóseindir til að skynja hvor aðra nægilega mikið til að framkalla sterka ólínulega svörun (líkt og rafeindir) þegar þær safnast saman á lykilstöðum í ljósrásinni.
Í nýlegri grein, birt í Nature Materials, þróuðu vísindafólk frá Háskólanum í Varsjá í Pólandi (Mateusz Kędziora og Barbara Piętka), Háskóla Íslands (Helgi Sigurðsson), o.fl.*, nýja míkró-vökva aðferð til að framleiða slíkar ljósrásir úr CsPbBr3 perovskite kristöllum. Blý-halíð perovskite kristallar eru hálfleiðandi efni með öfluga ljóssvörun sem nýtast meðal annars í sólhlöðu- og ljósspennu-tækni, og ljósleysa og ljósdíóður við stofuhita. Þessir kristallar eru því kjörið efni í ljósrásir með öfluga ólínulega hegðun.
Fljótandi perovskite lausn var sett í form gert úr fjölliðum (polymer) sem voru stimpluð út frá nanómeters nákvæmum gallíum-arseníð sniðmátum. Við ákveðin skilyrði, var hægt að rækta samleitin perovskite kristal sem fylgdi lögun sniðmátsins, og myndaði ljósrás úr þessu eftirsótta hálfleiðandi efni í hinum ýmsu formum. Kristallinn gat myndað beygjur, rétt horn, hringi og klofnar rásir. Rannsóknarteymið staðfesti sterka ljóssvörun sem tilheyrði örvuðum ljósskauteindum í perovskite rásunum. Ljósskauteindir eru eftirsóttar agnarígildi þar sem þær geta myndað óhefðbundnar Bose-Einstein þéttingar og skammtavökva, en á sama tíma ferðast langar vegalengdir eftir ljósrásunum. Næstu skref munu fela í sér nýtingu á þessari tækni til að þróa ofurhraða ljóssmára og rökhlið fyrir klassíska eða jafnvel taugahagaða ljóstölvun.
- Sjá nánari upplýsingar um rannsóknina
- Exciton-Polariton rannsóknarhópurinn í Varsjá
- Ljósvökva hópur Helga Sigurðssonar
*Research conducted at the Faculty of Physics, University of Warsaw (UW) in collaboration with the Institute of Physics of the Polish Academy of Sciences (IFPAN), the Institute of Nanotechnology CNR-Nanotec in Lecce, Italy, the School of Physics at the Australian National University in Canberra (UAu), the Łukasiewicz Research Network - Institute of Microelectronics and Photonics (Łukasiewicz-IMiF), the Institute of Physics at the Lodz University of Technology (PŁ), the Science Institute at the University of Iceland in Reykjavik (UIs), and the Center for Theoretical Physics of the Polish Academy of Sciences (CFT PAN).