Теперь ученые могут отслеживать кинетику роста нанокристаллов в стекле от 7 до 12 нанометров.
Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ) установили наблюдение за рождением и ростом перовскитовых нанокристаллов прямо внутри стеклянной матрицы. Новый метод позволяет отслеживать процесс от начальных стадий до формирования кристаллов размером 12 нанометров, что открывает путь к созданию оптоэлектронных материалов нового поколения для фотоники и лазерной техники, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Галогенидные перовскиты — материалы, которые сегодня считаются основой будущей оптоэлектроники благодаря их способности интенсивно излучать свет. Однако у них есть существенный недостаток: они быстро деградируют на воздухе. Одним из решений является выращивание нанокристаллов непосредственно внутри стекла, где они надежно запечатаны. При синтезе такого материала бромиды цезия и свинца добавляют в расплав, а затем заготовку подвергают изотермическому отжигу. В процессе роста бесцветное стекло постепенно желтеет, так как растущие кристаллы поглощают сине-зеленую часть спектра.
Главная сложность заключалась в том, что начальные этапы этого процесса оставались «черным ящиком». Классический рентгеноструктурный анализ не позволял увидеть зарождение кристаллов, так как слабые сигналы от единичных наноструктур тонули в шуме стеклянной матрицы. Четкая картина появлялась лишь на поздних стадиях, когда квантовые эффекты уже исчезали.
Российские ученые обошли ограничение с помощью абсорбционной спектроскопии. У нанокристаллов CsPbBr₃ есть характерный пик поглощения, положение которого жестко связано с размером частицы. Измеряя спектры после каждого этапа нагрева, исследователи смогли проследить эволюцию кристаллов с первых минут, когда их размер составлял всего 7-8 нанометров.
Ученые из СПбПУ установили наблюдение за рождением и ростом перовскитовых нанокристаллов прямо внутри стекла в режиме реального времени.«Мы получили инструмент, который позволяет отслеживать кинетику роста нанокристаллов в стекле от 7 до 12 нанометров, что дает возможность получать материал с перестраиваемым положением полосы люминесценции для оптоэлектронных устройств», — рассказал заведующий научной лабораторией «Лаборатория оптического материаловедения» НОЦ «Нанотехнологии и покрытия» Института машиностроения, материалов и транспорта Виктор Клинков.
Применив классическую теорию кристаллизации к полученным данным, авторы извлекли фундаментальные параметры роста вещества. Результаты работы помогут создавать новые стеклокристаллические материалы для детекторов излучения и светодиодов, обладающие высокой стабильностью.
Ранее российские физики впервые подтвердили эффект сверхразрешения на практике. Эксперименты отечественных ученых показали, что в анизотропных средах можно увидеть объекты меньше длины волны. Hi-Tech Mail объяснил суть открытия и его значение для микроскопии и приборостроения.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
