Los investigadores de ITMO han creado una superficie que puede convertir el vidrio normal en una superficie inteligente. Esta tecnología se puede utilizar en la producción de pantallas AR que equipan a los usuarios con información adicional sobre lo que está sucediendo a su alrededor. La superficie también podrá convertir la energía solar en electricidad. La investigación ha sido publicada en Reseñas de láser y fotónica.

La solución innovadora de los investigadores es una película delgada a base de perovskitas de haluro, Materiales semiconductores con extraordinarias propiedades ópticas y electrónicas. Estas películas son asequibles de producir, se utilizan para crear LED y células solares con factores de eficiencia que superan las tecnologías tradicionales. Las perovskitas utilizadas en el proyecto pueden transmitir alrededor de la mitad de la luz que distingue el ojo humano. Sin embargo, reflejan demasiada luz que afecta negativamente a su transparencia.

"Las películas de perovskita se implementan con éxito en la producción de LED. Queremos usar estas películas para crear superficies que podrían usarse potencialmente en pantallas AR. Deben ser lo suficientemente transparentes para que los usuarios se sientan cómodos mirando a través de ellas. Al mismo tiempo, tienen que irradiar luz para mostrar la información necesaria en la pantalla, "explica Sergey Makarov, investigador principal de la Facultad de Física e Ingeniería de ITMO.

Originalmente, Las películas de perovskita tienen un coeficiente de reflexión del 30%, lo que significa que no transmiten alrededor de un tercio de la luz que les entra. Investigadores de la Facultad de Física e Ingeniería de ITMO con sus colaboradores de la Universidad Académica de Investigación Nacional de San Petersburgo de la Academia de Ciencias de Rusia han creado una superficie que transmite tanta luz como sea posible sin reflejar casi nada de ella. También fue crucial preservar las propiedades útiles de la película para que los usuarios que la miran no sientan que hay una barrera frente a sus ojos.

Para bajar el coeficiente de reflexión, los investigadores tuvieron que modificar las películas y convertirlas en una metasuperficie. Tuvieron que quitar una capa de perovskita de la película para grabar un cierto patrón de nanopartículas en ella. De esa manera, la superficie interactúa con la luz de manera diferente. El patrón se creó con precisión nanométrica mediante nanolitografía de iones.

"Cuando nuestros colegas aplicaron estos métodos para crear nanoestructuras, notaron que las áreas expuestas de las metasuperficies se oscurecieron y se quemaron. Aunque quedaba mucho material, no emitió luminiscencia bajo excitación ultravioleta. Para resolver este problema, aplicamos el vapor de la solución de sal de alcohol a la superficie de perovskita, lo que nos permitió restaurar rápidamente las propiedades del material. Por ejemplo, aumentamos su luminiscencia y bajamos su coeficiente de reflexión mediante este método, "explica Tatiana Liashenko, un doctorado estudiante de la Facultad de Física e Ingeniería.

Según Kseniia Baryshnikova, el primer autor del artículo, los investigadores pudieron determinar los parámetros geométricos bajo los cuales las nanopartículas de perovskita pueden interactuar con la luz en un amplio rango del espectro solar.

"Por lo tanto, la mayor parte de la energía sigue la dirección de la luz. El resto es absorbido por la perovskita y se transforma en fotoluminiscencia. Como resultado, obtenemos una metasuperficie antirreflectante de gran transparencia con propiedades activas. Ahora estamos planeando implementar nuestra solución en dispositivos optoelectrónicos, "concluye Baryshnikova.