Ett framsteg från Monash University kan bana väg för snabbare, mindre och mer energieffektiva-lasrar och andra ljus-baserade tekniker. Ingenjörer har utvecklat en ny typ av perovskitmaterial arrangerat till en ordnad "superkristall". I denna struktur arbetar små energipaket som kallas excitoner tillsammans snarare än individuellt, vilket gör att materialet kan förstärka ljuset mycket mer effektivt. Fynden, publicerade iLaser & Photonics Recensioner, kan ha tillämpningar inom kommunikation, sensorer och datorer, vilket förbättrar prestandan för enheter som är beroende av ljus, såsom sensorer i autonoma fordon, medicinsk bildbehandling eller elektronik.
Motsvarande författare professor Jacek Jasieniak vid Monash Materials Science and Engineering lyfte fram potentialen för snabbare, mer energieffektiva optiska enheter.- "Det som är spännande här är att vi inte ändrar själva materialet, utan hur det är organiserat. Genom att sätta ihop nanokristaller till en ordnad superkristall kan excitationerna som skapas av ljus samarbeta snarare än att konkurrera, vilket gör att ljuset kan förstärkas mycket mer effektivt", säger professor Jasieniak.
Dr. Manoj Sharma, som ledde det experimentella arbetet vid Monash, sa att deras tillvägagångssätt avslöjade nya möjligheter i nanokristallsammansättningar. "Genom att sätta ihop nanokristaller till en högordnad superkristall visar vi att optisk förstärkning inte längre begränsas av enstaka-partikelbiexcitoner, som är ineffektiva och benägna till energiförluster, utan uppstår istället från kollektiva excitoniska interaktioner över hela strukturen," sa Dr Sharma.
Perovskites har fått uppmärksamhet under de senaste åren för solceller, lysdioder, lasrar, fotodetektorer och andra optoelektroniska enheter eftersom de är lätta att tillverka, avstämbara och mycket effektiva.
Arbetet belyser hur teknisk materialstruktur, inte bara kemi, dramatiskt kan förbättra prestandan, vilket illustrerar hur grundläggande materialforskning kan öppna upp praktiska möjligheter längre fram.
