Перовскиты на основе галогенидов, которые уже являются предметом серьёзных исследований в области создания эффективных и недорогих солнечных батарей, обрабатывают свет быстрее, чем большинство полупроводников на рынке.
В новой статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology, сообщается о квантовых переходных процессах длительностью около 2 пикосекунд при низкой температуре в объёмных плёнках иодида свинца с формидамином, полученных масштабируемыми растворными или паровыми методами. Такие сверхбыстрые временные масштабы указывают на возможность их использования в очень быстрых источниках света и других фотонных компонентах.
Важно отметить, что эти эффекты наблюдаются в плёнках, изготовленных с использованием масштабируемых технологий, а не специализированного выращивания в лабораторных условиях, что предполагает практический и доступный путь к исследованию сверхбыстрой квантовой технологии.
Профессор Сэм Стрэнкс, возглавлявший исследование, сказал: «Перовскиты продолжают удивлять нас. Это открытие показывает, как их интригующая наноразмерная структура порождает внутренние квантовые свойства, которые могут быть использованы в будущих фотонных технологиях».
Совместные первые авторы из группы профессора Стрэнкса по спектроскопии оптоэлектронных материалов и устройств, доктор Дэнъянг Гоу и аспирант Том Селби, использовали сверхбыструю спектроскопию в сочетании с оптической и электронной микроскопией, чтобы определить происхождение эффекта.
Команда объясняет быстрое излучение квантовым туннелированием в упорядоченных сверхрешётках нанодоменов — чередующихся структурных доменах внутри материала, которые создают условия для очень быстрой излучательной рекомбинации.
Доктор Гоу сказал: «Наблюдение этих сверхбыстрых эффектов в масштабируемых плёнках — это захватывающе. Это показывает, что перовскиты могут предложить нам даже больше, чем мы думали, помимо оптимизации солнечных батарей».
Селби добавил: «Возможность проследить эмиссию до структуры стала для нас откровением — это действительно захватывающе, если подумать о потенциале, который может открыть это исследование».
Исследование подчёркивает как возможности, так и осторожность. Сверхбыстрые переходные процессы указывают на потенциальные применения — например, сверхбыстрые излучатели или повышение точности измерений. Однако измерения проводились при низкой температуре, и в статье не сообщается о характеристиках при комнатной температуре или о показателях квантовой оптики, таких как чистота одиночных фотонов или неразличимость. Тем не менее исследование ещё раз демонстрирует потенциал перовскитов на основе галогенидов для различных применений.
Предоставлено Университетом Кембриджа.