Os pesquisadores da ITMO criaram uma superfície que pode transformar o vidro normal em uma superfície inteligente. Essa tecnologia pode ser usada na produção de telas de RA que fornecem aos usuários informações adicionais sobre o que está acontecendo ao redor. A superfície também será capaz de converter energia solar em eletricidade. A pesquisa foi publicada em Comentários sobre laser e fotônica.

A solução inovadora dos pesquisadores é um filme fino à base de perovskitas halogenadas, materiais semicondutores com propriedades ópticas e eletrônicas extraordinárias. A produção desses filmes é acessível, eles são usados ​​para criar LEDs e células solares com fatores de eficiência que excedem as tecnologias tradicionais. As perovskitas utilizadas no projeto podem transmitir cerca de metade da luz que o olho humano distingue. Contudo, eles refletem muita luz, o que afeta negativamente sua transparência.

"Os filmes de perovskita são implementados com sucesso na produção de LED. Queremos usar esses filmes para criar superfícies que possam ser potencialmente utilizadas em telas de RA. Eles devem ser transparentes o suficiente para que os usuários se sintam confortáveis ​​olhando através deles. Ao mesmo tempo, eles têm que irradiar luz para exibir as informações necessárias na tela, "explica Sergey Makarov, pesquisador principal da Faculdade de Física e Engenharia da ITMO.

Originalmente, filmes de perovskita têm um coeficiente de reflexão de 30%, o que significa que eles não transmitem cerca de um terço da luz que entra neles. Pesquisadores da Faculdade de Física e Engenharia da ITMO com seus colaboradores da Universidade Acadêmica de Pesquisa Nacional de São Petersburgo da Academia Russa de Ciências criaram uma superfície que transmite tanta luz quanto possível sem refletir quase nada dela. Também era crucial preservar as propriedades úteis do filme para que os usuários que olhassem não sentissem que há uma barreira na frente de seus olhos.

Para diminuir o coeficiente de reflexão, os pesquisadores tiveram que modificar os filmes e transformá-los em uma metassuperfície. Eles tiveram que remover uma camada de perovskita do filme para gravar um certo padrão de nanopartículas nele. Dessa maneira, a superfície interage com a luz de maneira diferente. O padrão foi criado com precisão nanométrica usando nanolitografia iônica.

"Quando nossos colegas aplicaram esses métodos para criar nanoestruturas, eles notaram que as áreas expostas das metassuperfícies ficaram escuras e queimadas. Mesmo que muito material tenha sido deixado, não luminescia sob excitação ultravioleta. Para resolver este problema, aplicamos o vapor de solução de sal de álcool na superfície da perovskita, o que nos permitiu restaurar rapidamente as propriedades do material. Por exemplo, aumentamos sua luminescência e diminuímos seu coeficiente de reflexão por meio deste método, "explica Tatiana Liashenko, um Ph.D. Aluno da Faculdade de Física e Engenharia.

De acordo com Kseniia Baryshnikova, o primeiro autor do artigo, os pesquisadores foram capazes de determinar os parâmetros geométricos sob os quais as nanopartículas de perovskita podem interagir com a luz em uma ampla faixa do espectro solar.

"Assim, a maior parte da energia segue a direção da luz. O restante é absorvido pela perovskita e transformado em fotoluminescência. Como resultado, obtemos uma metassuperfície anti-reflexiva altamente transparente com propriedades ativas. Agora estamos planejando implementar nossa solução em dispositivos optoeletrônicos, "conclui Baryshnikova.