Multi-parameter mikroskopi hjælper med design af forbedrede optoelektroniske enheder

National Physical Laboratory (NPL) har udviklet en ny målemetode, giver samtidig topografisk elektrisk, kemisk og optisk mikroskopi (STEOM) på nanoskala for første gang. Den nye metode kan bruges til at optimere ydeevnen for optoelektroniske enheder såsom organiske solceller, sensorer og transistorer.

Som led i et internationalt samarbejde, NPL -forskere demonstrerede den direkte anvendelse af den nye metode til optimering af organiske solceller. Gennemsigtig, fleksible og billige organiske solceller kunne tilbyde en løsning til storstilet, energiproduktion med lavt kulstofindhold. Imidlertid, mangel på analytiske teknikker, der samtidigt kan undersøge enhedsegenskaber på nanoskalaen, har udgjort en stor hindring for deres optimering.

Den nye STEOM -metode, der er udviklet hos NPL, løser dette problem, samtidig måling af topografi og elektrisk kemiske og optiske egenskaber, samtidig med at den ikke er destruktiv, forårsager ingen skade på prøverne, der måles. Gennembruddet blev opnået ved at kombinere plasmonisk optisk signalforbedring med scanning sonde mikroskopi i elektrisk tilstand. Dette tillader forholdet mellem overflademorfologi, kemisk sammensætning og nuværende generation i drift af organiske solceller, der skal undersøges på nanoskala for første gang.

Teamet demonstrerede, at oplysninger opnået ved hjælp af metoden med succes kan forklare organiske solcellers ydeevne med hensyn til nanoskala -sammensætningen af ​​deres aktive overfladelag, og kunne bruges til at identificere de bedste ruter til enhedsoptimering. Ud over organiske solceller, metoden kan anvendes på en række forskellige problemer, hvor elektroniske egenskaber i nanoskala påvirkes af overfladesammensætning og derfor kan bruges til at styre designet af forbedrede optoelektroniske enheder, fra sensorer til lysdioder.