Forskere finder en måde at forvandle glas til smarte overflader

ITMO-forskere har skabt en overflade, der kan forvandle normalt glas til en smart overflade. Denne teknologi kan bruges i produktionen af ​​AR-skærme, der udstyrer brugerne med yderligere information om, hvad der sker rundt omkring. Overfladen vil også kunne omdanne solenergi til elektricitet. Forskningen er publiceret i Laser &fotonik anmeldelser.

Forskernes innovative løsning er en tynd film baseret på halogenidperovskiter, halvledermaterialer med ekstraordinære optiske og elektroniske egenskaber. Disse film er overkommelige at producere, de bruges til at skabe lysdioder og solceller med effektivitetsfaktorer, der overstiger traditionelle teknologier. Perovskitterne, der bruges i projektet, kan transmittere omkring halvdelen af ​​det lys, der skelnes af det menneskelige øje. Imidlertid, de reflekterer for meget lys, hvilket påvirker deres gennemsigtighed negativt.

"Perovskite-film er implementeret med succes i LED-produktion. Vi ønsker at bruge disse film til at skabe overflader, der potentielt kan bruges i AR-skærme. De skal være gennemsigtige nok til, at brugerne kan være komfortable med at se dem igennem. de skal udstråle lys for at vise den nødvendige information på skærmen, " forklarer Sergey Makarov, ledende forsker ved ITMOs Fakultet for Fysik og Teknik.

Oprindeligt, perovskitfilm har en refleksionskoefficient på 30 %, hvilket betyder, at de ikke transmitterer omkring en tredjedel af det lys, der kommer ind i dem. Forskere fra ITMO's fakultet for fysik og teknik har sammen med deres samarbejdspartnere fra St. Petersburg National Research Academic University of the Russian Academy of Sciences skabt en overflade, der transmitterer så meget lys som muligt uden at reflektere næsten noget af det. Det var også afgørende at bevare filmens nyttige egenskaber, så brugerne, der kiggede igennem dem, ikke ville føle, at der er en barriere foran deres øjne.

For at sænke reflektionskoefficienten, forskerne skulle modificere filmene og gøre dem til en metasflade. De var nødt til at fjerne et lag perovskit fra filmen for at ætse et bestemt mønster af nanopartikler på den. Den vej, overfladen interagerer forskelligt med lys. Mønsteret blev skabt med nanometerpræcision ved hjælp af ion-nanolithografi.

"Da vores kolleger anvendte disse metoder til at skabe nanostrukturer, de bemærkede, at de udsatte områder af metaoverflader blev mørke og udbrændte. Selvom der var meget af materialet tilbage, den luminescerede ikke under ultraviolet excitation. For at løse dette problem påførte vi alkoholsaltopløsningsdampen på perovskitoverfladen, hvilket gjorde det muligt for os hurtigt at genoprette materialets egenskaber. For eksempel, vi øgede dens luminescens og sænkede sin refleksionskoefficient ved hjælp af denne metode, "forklarer Tatiana Liashenko, en ph.d. studerende ved Fakultet for Fysik og Teknik.

Ifølge Kseniia Baryshnikova, avisens første forfatter, forskerne var i stand til at bestemme de geometriske parametre, under hvilke perovskit-nanopartikler kan interagere med lys i en bred vifte af solspektret.

"Dermed, det meste af energien følger lysets retning. Resten af ​​det absorberes af perovskitten og omdannes til fotoluminescens. Som resultat, vi får en meget gennemsigtig anti-reflekterende metaflade med aktive egenskaber. Vi planlægger nu at implementere vores løsning i optoelektroniske enheder, " afslutter Baryshnikova.