Cientistas da Universidade ITMO desenvolveram fontes de luz em nanoescala eficazes baseadas em perovskita de haleto. Essas nanofontes são baseadas em nanopartículas de comprimento de onda que servem como emissores e nanoantenas e permitem aumentar a emissão de luz inerentemente sem dispositivos adicionais. Além disso, perovskita permite o ajuste de espectros de emissão em toda a faixa visível, variando a composição do material. Isso torna as novas nanopartículas uma plataforma promissora para a criação de dispositivos optoeletrônicos compactos, como chips ópticos, diodos emissores de luz, ou sensores. Os resultados foram publicados em Nano Letras .

Fontes de luz em nanoescala e nanoantenas têm uma ampla gama de aplicações em diversas áreas, como pixels ultracompactos, detecção óptica e telecomunicações. Contudo, a fabricação de dispositivos baseados em nanoestruturas é complicada, uma vez que os materiais normalmente usados ​​têm uma eficiência de luminescência limitada. O que é mais, pontos quânticos únicos ou moléculas geralmente emitem luz não direcional e fracamente. Uma tarefa ainda mais desafiadora é colocar uma fonte de luz em nanoescala precisamente perto de uma nanoantena.

Um grupo de pesquisa da ITMO University conseguiu combinar uma nanoantena e uma fonte de luz em uma única nanopartícula. Pode gerar, melhorar e direcionar a emissão por meio de modos ressonantes excitados juntamente com excitons. "Usamos perovskita híbrida como material para essas nanoantenas, "diz Ekaterina Tiguntseva, primeiro autor da publicação. "As características únicas da perovskita nos permitiram fazer nanoantenas a partir desse material. Basicamente, sintetizamos filmes de perovskita, e, em seguida, transferiu partículas de material da superfície do filme para outro substrato por meio da técnica de ablação a laser pulsado. Comparado com alternativas, nosso método é relativamente simples e econômico. "

Enquanto estudava as nanopartículas de perovskita obtidas, os cientistas descobriram que sua emissão pode ser aumentada se seus espectros corresponderem ao modo ressonante de Mie. "Atualmente, cientistas estão particularmente interessados ​​em ressonâncias Mie relacionadas a nanopartículas dielétricas e semicondutoras, "diz George Zograf, Engenheiro do Laboratório de Nanofotônica Híbrida e Optoeletrônica da Universidade ITMO. "As perovskitas usadas em nosso trabalho são semicondutores com eficiência de luminescência muito maior do que a de muitos outros materiais. Nosso estudo mostra que a combinação de excitons com ressonância Mie em nanopartículas de perovskita os torna fontes de luz eficientes em temperatura ambiente."

Além disso, o espectro de radiação das nanopartículas pode ser alterado variando os ânions no material. “A estrutura do material continua a mesma, simplesmente usamos outro componente na síntese de filmes de perovskita. Portanto, não é necessário ajustar o método a cada vez. Permanece o mesmo, ainda assim, a cor de emissão de nossas nanopartículas muda, "diz Ekaterina.

Os cientistas continuarão as pesquisas sobre nanoantenas emissoras de luz perovskita usando vários componentes para sua síntese. Além disso, eles estão desenvolvendo novos projetos de nanoestruturas de perovskita que podem melhorar os dispositivos ópticos ultracompactos.