به گزارش پایگاه علمی خبری دانه، در گزارشی که به تازگی انجمن صنعت شیمی (Society of Chemical Industry-SCI) منتشر کرد آمده است: پِرووسکایتها، نوعی ماده کریستالی با خواص نوری و الکتریکی خاص، به دلیل خواص فوتوالکتریک خود، به عنوان مواد امیدبخش برای کاربردهای نورافشانی مطرح شدهاند و به عنوان گزینهای ارزان و انعطافپذیر برای هر چیزی از سلولهای خورشیدی گرفته تا (LED)ها و آشکارسازهای پرسرعت پرتو ایکس معرفی شدهاند.
براساس این گزارش پژوهشگران گزارش دادهاند که به سطح جدیدی از کنترل بر ساختار اتمی پِرووسکایتهای هالیدی دست یافتهاند، چیزی که آن را «ساندویچ انرژی» با تنظیم دقیق توصیف کردهاند و میتواند به توسعه دستگاههای قدرتمندتر، بادوامتر و کارآمدتر کمک کند.
به دلیل توانایی قابل توجه آنها در جذب و انتشار نور و همین طور به این دلیل که ارزانتر هستند و میتوان آنها را طوری پیکربندی کرد که بخش بیشتری از طیف خورشیدی را به انرژی تبدیل کنند، پِرووسکایتها مدتهاست به عنوان جایگزینی بالقوه برای سیلیکون در برخی دستگاهها مطرح شدهاند؛ هرچند که با وجود این وعده، دستگاههای پِرووسکایت عمدتاً به دلیل مشکلات پایداری و دوام به آزمایشگاه محدود شدهاند. کنترل ضخامت فیلمهای پِرووسکایت و نحوه تعامل لایههای مختلف پِرووسکایت وقتی روی هم قرار میگیرند نیز یک چالش بود.
در این گزارش آمده است که تیمی از پژوهشگران به رهبری دانشگاه کمبریج گزارش دادهاند که راه جدیدی برای رشد لایههای فوقالعاده نازک فیلمهای پِرووسکایت یافتهاند تا اتمهای آنها مرتب شوند. پژوهشگران از تکنیکی مبتنی بر بخار برای رشد پِرووسکایتهای سهبعدی و دوبعدی، یک لایه در یک زمان، استفاده کردند که به آنها اجازه داد ضخامت فیلمها را تا کسری از یک اتم کنترل کنند.
این پژوهشگران گفتند با استفاده از فرآیندی مشابه با آنچه برای ساخت نیمههادیهای تجاری به کار میرود، نتایجشان میتواند راه را برای تولید دستگاههای پِرووسکایت در مقیاس صنعتی باز کند. تا پیش از این پِرووسکایتها بخشی به دلیل ساختار اتمی آشوبناک آنها در دستگاههای لایهای دشوار برای کنترل بودهاند.
پژوهشگران از ترکیبی از پِرووسکایتهای سهبعدی و دوبعدی برای ایجاد و کنترل انباشتههای تنظیمشده اتمی استفاده کردند. این به آنها اجازه داد مشاهده کنند چگونه نور منتشر شده از ماده بسته به اینکه یک لایه باشد، دو لایه یا ضخیمتر، تغییر میکند.
دکتر یانگ لو( Yang Lu) ، نویسنده اول این پژوهش، از دانشگاه کمبریج در این باره میگوید: امید این بود که بتوانیم یک کریستال پِرووسکایت کامل رشد دهیم که در آن ترکیب شیمیایی را لایه به لایه تغییر دهیم و این همان کاری است که انجام دادیم.
پژوهشگران همچنین دریافتند که میتوانند محل اتصال بین لایهها را مهندسی کنند تا کنترل کنند آیا الکترونها و حفرهها با هم باقی بمانند یا جدا شوند. آنها توانستند اختلاف انرژی بین لایهها را بیش از نیم الکترون ولت تنظیم کنند و در برخی موارد، عمر الکترونها و حفرهها را به بیش از ۱۰ میکروثانیه افزایش دهند. این تحقیق در ژورنال (Science) منتشر شد.
تیم پژوهشی میگوید این سطح از دقت میتواند راه را برای دستگاههایی با عملکرد بالا و قابل تولید در مقیاس وسیع که نور را به روشهای جدید استفاده میکنند، از لیزرها و آشکارسازها گرفته تا فناوریهای کوانتومی نسل بعد، هموار کند.
