Ein Fortschritt der Monash University könnte den Weg für schnellere, kleinere und energieeffizientere Laser und andere lichtbasierte Technologien ebnen. Ingenieure haben eine neue Art von Perowskit-Material entwickelt, das in einem geordneten „Superkristall“ angeordnet ist. In dieser Struktur arbeiten winzige Energiepakete, sogenannte Exzitonen, zusammen und nicht einzeln, wodurch das Material das Licht weitaus effizienter verstärken kann. Die Ergebnisse, veröffentlicht inBewertungen zu Laser und Photonik, könnte Anwendungen in der Kommunikation, Sensorik und Computertechnik haben und die Leistung von Geräten verbessern, die auf Licht basieren, wie etwa Sensoren in autonomen Fahrzeugen, medizinischer Bildgebung oder Elektronik.
Der korrespondierende Autor Professor Jacek Jasieniak von Monash Materials Science and Engineering betonte das Potenzial für schnellere und energieeffizientere optische Geräte. „Das Spannende daran ist, dass wir nicht das Material selbst verändern, sondern wie es organisiert ist. Durch den Zusammenbau von Nanokristallen zu einem geordneten Superkristall können die durch Licht erzeugten Anregungen kooperieren und nicht konkurrieren, wodurch Licht viel effizienter verstärkt werden kann“, sagte Professor Jasieniak.
Dr. Manoj Sharma, der die experimentelle Arbeit bei Monash leitete, sagte, ihr Ansatz habe neue Möglichkeiten bei Nanokristallanordnungen aufgezeigt. „Indem wir Nanokristalle zu einem hochgeordneten Superkristall zusammenfügen, zeigen wir, dass der optische Gewinn nicht mehr durch Biexzitonen einzelner -Teilchen begrenzt wird, die ineffizient sind und zu Energieverlusten neigen, sondern stattdessen durch kollektive excitonische Wechselwirkungen in der gesamten Struktur entsteht“, sagte Dr. Sharma.
Perowskite haben in den letzten Jahren für Solarzellen, LEDs, Laser, Fotodetektoren und andere optoelektronische Geräte an Aufmerksamkeit gewonnen, da sie einfach herzustellen, abstimmbar und hocheffizient sind.
Die Arbeit zeigt, wie die technische Materialstruktur, nicht nur die Chemie, die Leistung dramatisch verbessern kann, und veranschaulicht, wie grundlegende Materialforschung später praktische Möglichkeiten eröffnen kann.
