Los científicos de la Universidad ITMO han desarrollado fuentes de luz a nanoescala efectivas basadas en perovskita de haluro. Estas nano fuentes se basan en nanopartículas de sublongitud de onda que sirven como emisores y nanoantenas y permiten mejorar la emisión de luz de forma inherente sin dispositivos adicionales. Es más, perovskita permite ajustar los espectros de emisión en todo el rango visible variando la composición del material. Esto convierte a las nuevas nanopartículas en una plataforma prometedora para crear dispositivos optoelectrónicos compactos como chips ópticos, la luz emite diodos, o sensores. Los resultados fueron publicados en Nano letras .

Las fuentes de luz a nanoescala y las nanoantenas tienen una amplia gama de aplicaciones en varias áreas, como píxeles ultracompactos, detección óptica y telecomunicaciones. Sin embargo, La fabricación de dispositivos basados ​​en nanoestructuras es complicada, ya que los materiales que se utilizan típicamente tienen una eficacia de luminiscencia limitada. Qué es más, los puntos cuánticos o moléculas individuales generalmente emiten luz de manera no direccional y débil. Una tarea aún más desafiante es colocar una fuente de luz a nanoescala precisamente cerca de una nanoantena.

Un grupo de investigación de la Universidad ITMO logró combinar una nanoantena y una fuente de luz en una sola nanopartícula. Puede generar, mejorar y enrutar la emisión a través de modos resonantes excitados junto con excitones. "Usamos perovskita híbrida como material para tales nanoantenas, "dice Ekaterina Tiguntseva, primer autor de la publicación. "Las características únicas de la perovskita nos permitieron fabricar nanoantenas a partir de este material. Básicamente, sintetizamos películas de perovskita, y luego transfirió partículas de material desde la superficie de la película a otro sustrato por medio de la técnica de ablación por láser pulsado. Comparado con alternativas, nuestro método es relativamente simple y rentable ".

Mientras estudiaba las nanopartículas de perovskita obtenidas, los científicos descubrieron que su emisión puede mejorarse si sus espectros coinciden con el modo resonante de Mie. "En la actualidad, Los científicos están particularmente interesados ​​en resonancias Mie relacionadas con nanopartículas dieléctricas y semiconductoras, "dice George Zograf, Ingeniero del Laboratorio de Nanofotónica y Optoelectrónica Híbrida de la Universidad ITMO. "Las perovskitas utilizadas en nuestro trabajo son semiconductores con una eficiencia de luminiscencia mucho mayor que la de muchos otros materiales. Nuestro estudio muestra que la combinación de excitones con resonancia Mie en nanopartículas de perovskita las convierte en fuentes de luz eficientes a temperatura ambiente".

Además, el espectro de radiación de las nanopartículas se puede cambiar variando los aniones en el material. "La estructura del material sigue siendo la misma, simplemente usamos otro componente en la síntesis de películas de perovskita. Por lo tanto, no es necesario ajustar el método cada vez. Sigue siendo el mismo, sin embargo, el color de emisión de nuestras nanopartículas cambia, "dice Ekaterina.

Los científicos continuarán investigando sobre nanoantenas de perovskita emisoras de luz utilizando varios componentes para su síntesis. Además, están desarrollando nuevos diseños de nanoestructuras de perovskita que pueden mejorar los dispositivos ópticos ultracompactos.