Fibra óptica de perovskita organometálica monocristalina. Crédito:Dra. Lei Su
Debido a su muy alta eficiencia en el transporte de cargas eléctricas desde la luz, las perovskitas son conocidas como el material de próxima generación para paneles solares y pantallas LED. Un equipo dirigido por el Dr. Lei Su en la Universidad Queen Mary de Londres ahora ha inventado una nueva aplicación de perovskitas como fibras ópticas. Los resultados se publican en Science Advances .
Las fibras ópticas son cables diminutos tan delgados como un cabello humano, en los que la luz viaja a una velocidad súper rápida, 100 veces más rápida que los electrones en los cables. Estas diminutas fibras ópticas transmiten la mayoría de nuestros datos de Internet. En la actualidad, la mayoría de las fibras ópticas están hechas de vidrio. La fibra óptica de perovskita fabricada por el equipo del Dr. Su consta de una sola pieza de cristal de perovskita. Las fibras ópticas tienen un ancho de núcleo de tan solo 50 μm (el tamaño de un cabello humano) y son muy flexibles:se pueden doblar en un radio de 3,5 mm
En comparación con sus contrapartes policristalinas, las perovskitas organometálicas monocristalinas son más estables, más eficientes, más duraderas y tienen menos defectos. Por lo tanto, los científicos han buscado fabricar fibras ópticas de perovskita de un solo cristal que puedan llevar esta alta eficiencia a la fibra óptica.
El Dr. Su, lector de fotónica en la Universidad Queen Mary de Londres, dijo:"Las fibras de perovskita de un solo cristal podrían integrarse en las redes de fibra óptica actuales, para sustituir componentes clave en este sistema, por ejemplo, en conversiones de energía y láser más eficientes, mejorando la velocidad y la calidad de nuestras redes de banda ancha".
El equipo del Dr. Su pudo hacer crecer y controlar con precisión la longitud y el diámetro de las fibras de perovskita organometálicas monocristalinas en una solución líquida (que es muy económica de operar) mediante el uso de un nuevo método de crecimiento de la temperatura. Cambiaron gradualmente la posición de calentamiento, el contacto de la línea y la temperatura durante el proceso para garantizar un crecimiento continuo en la longitud y evitar un crecimiento aleatorio en el ancho. Con su método, se puede controlar la longitud de la fibra y se puede variar la sección transversal del núcleo de la fibra de perovskita.
De acuerdo con sus predicciones, debido a la calidad del monocristal, sus fibras demostraron tener una buena estabilidad durante varios meses y una pequeña pérdida de transmisión, inferior a 0,7 dB/cm, suficiente para fabricar dispositivos ópticos. Tienen una gran flexibilidad (se pueden doblar a un radio tan pequeño como 3,5 mm) y valores de fotocorriente más grandes que los de una contraparte policristalina (el policristalino MAPbBr3 fotodetector de milialambres de longitud similar).
El Dr. Su dijo:"Esta tecnología también podría usarse en imágenes médicas como detectores de alta resolución. El pequeño diámetro de la fibra se puede usar para capturar un píxel mucho más pequeño en comparación con el estado del arte. Eso significa usar nuestro fibra para que podamos tener el píxel en escalas micrométricas, dando una imagen de resolución mucho, mucho más alta para que los médicos hagan un diagnóstico mejor y más preciso. También podríamos usar estas fibras en textiles que absorben la luz. Luego, cuando usamos, por ejemplo ropa o un dispositivo con este tipo de fibra tejida en el textil, podrían convertir la energía solar en energía eléctrica. Así que podríamos tener ropa alimentada por energía solar". Sonda de detección de fibra óptica:estructuras plasmónicas cuasi-3D en puntas de fibra