Ett team av Florida State University-fysiker har hittat ett sätt att stabilisera färgen på ljus som sänds ut från en lovande klass av nästa generations material som forskare tror kan vara grunden för effektiva och mer kostnadseffektiva optoelektroniska teknologier som kan förvandla ljus till elektricitet eller tvärtom.

Forskningen är publicerad i Naturkommunikation .

"Detta speciella arbete löser ett kritiskt problem som har hämmat utvecklingen av livskraftiga applikationer baserade på dessa material, " sa assisterande professor i fysik Hanwei Gao.

Gao och fysikdoktoranden Xi Wang arbetade med en klass av material som kallas halidperovskiter. Forskare tror att dessa material har stor potential för optoelektronisk teknik eftersom de är billiga att få tag på och mycket effektiva. Dock, i dessa tekniker, forskare måste kunna ställa in bandgapet eller färgen på ljusemissionen. I halidperovskiter har detta varit lite knepigt.

Färgjustering har alltid varit möjlig med halogenidperovskiter, men det har inte varit stabilt. Till exempel, en enhet med detta material kan lysa en färg som gult, men växla sedan snabbt till rött om det lyser kontinuerligt av UV-ljus.

"När du designar det, du vill att det ska bli som du förväntar dig, " sa Wang.

Lade till Gao:"Om du köper en gul glödlampa, du kommer inte att vara glad om den lyser rött efter några användningar."

Gao och Wang, tillsammans med sina medarbetare Yan Xin, en forskare vid National High Magnetic Field Laboratory, och professor Shangchao Lin vid Shanghai Jiao Tong University i Kina, upptäckt hur man stabiliserar den.

Men, det var nästan en olycka, sa de.

Gao och Wang satte sig initialt för att göra en halogenidperovskitfilm av högre kvalitet som var jämnare och mer enhetlig än befintliga prover. De bäddade in nanokristaller i en speciell matris i sitt prov. De var inte beredda på att detta skulle påverka bandgapet, eller den fysiska egenskapen som bestämmer färgen på ljus som sänds ut eller absorberas av materialet.

"Vi arbetade med det här syntetiska tillvägagångssättet och den här nanostrukturen som var en del av det, " sa han. "Då märkte vi att färgerna inte förändrades."

Denna unika nanostruktur förvandlade de tidigare instabila materialen till extremt stabila även när de stimuleras av koncentrerat UV-ljus 4, 000 gånger mer intensiv än solstrålningen.

Gao och Wang sa att de hoppas att andra forskare inom området kommer att följa upp deras arbete genom att undersöka ytterligare elektriska beteenden med denna sammansatta struktur.