På tværs af spektret:Forskere finder måde at stabilisere lysets farve i næste generations materiale

Et hold af Florida State University-fysikere har fundet en måde at stabilisere farven på lys, der udsendes fra en lovende klasse af næste generations materialer, som forskere mener kunne være grundlaget for effektive og mere omkostningseffektive optoelektroniske teknologier, der kan omdanne lys til elektricitet eller omvendt.

Forskningen er publiceret i Naturkommunikation .

"Dette særlige arbejde løser et kritisk problem, der har hæmmet udviklingen af ​​levedygtige applikationer baseret på disse materialer, " sagde adjunkt i fysik Hanwei Gao.

Gao og fysikdoktorand Xi Wang arbejdede med en klasse materialer kaldet halogenidperovskitter. Forskere mener, at disse materialer har et stort potentiale for optoelektroniske teknologier, fordi de er billige at skaffe og meget effektive. Imidlertid, i disse teknologier, videnskabsmænd skal være i stand til at justere båndgabet eller farven på lysemissionen. I halogenid perovskites har dette været en smule vanskeligt.

Farvejustering har altid været mulig med halogenidperovskiter, men det har ikke været stabilt. For eksempel, en enhed med dette materiale kan skinne én farve, såsom gul, men skift derefter hurtigt til rødt, hvis det lyser konstant af UV-lys.

"Når du designer det, du vil have det til at blive som du forventer, " sagde Wang.

Tilføjet Gao:"Hvis du køber en gul pære, du vil ikke være glad, hvis den skinner rødt efter et par gange."

Gao og Wang, sammen med deres samarbejdspartnere Yan Xin, en forsker ved National High Magnetic Field Laboratory, og professor Shangchao Lin fra Shanghai Jiao Tong University i Kina, opdaget, hvordan man stabiliserer det.

Men, det var næsten et uheld, de sagde.

Gao og Wang satte sig oprindeligt for at lave en halogenid-perovskitfilm af højere kvalitet, der var glattere og mere ensartet end eksisterende prøver. De indlejrede nanokrystaller i en speciel matrix i deres prøve. De var ikke forberedt på, at dette ville påvirke båndgabet, eller den fysiske egenskab, der bestemmer farven på lys, der udsendes eller absorberes af materialet.

"Vi arbejdede på denne syntetiske tilgang og denne nanostruktur, der var en del af det, " sagde han. "Så bemærkede vi, at farverne ikke ændrede sig."

Denne unikke nanostruktur forvandlede de tidligere ustabile materialer til ekstremt stabile, selv når de stimuleres af koncentreret UV-lys 4, 000 gange mere intensiv end solstrålingen.

Gao og Wang sagde, at de håber, at andre forskere på området vil følge op på deres arbejde ved at undersøge yderligere elektrisk adfærd med denne sammensatte struktur.