Ett internationellt team av forskare som inkluderar forskare från ITMO University har utvecklat ett nytt kompositmaterial baserat på perovskit nanokristaller i syfte att skapa miniatyrljuskällor med förbättrad uteffekt. Införandet av perovskit nanokristaller i porösa glasmikropartiklar gjorde det möjligt att öka deras driftstid med nästan tre gånger, och den efterföljande beläggningen av dessa partiklar med polymerer - för att öka stabiliteten för deras optiska egenskaper under vatten, vilket är särskilt viktigt för att skapa ljuskällor för tillämpning i biologiska medier. Resultaten har publicerats i ChemNanoMat .

Perovskite nanokristaller är ett ämne för tung forskning inom modern materialvetenskap. De har utmärkta optiska egenskaper inklusive renheten och ljusstyrkan hos utsänt ljus, vilket gör dem tilltalande för användning i moderna lasersystem. På samma gång, perovskiter är instabila i luften, vid interaktion med vatten, samt under intensiv belysning. Det är därför förbättringen av perovskit-nanokristallers stabilitet är en av de viktigaste uppgifterna som står inför det vetenskapliga samfundet.

Ett internationellt team av forskare som inkluderar forskare från ITMO University, Ioffe Institute, samt City University of Hong Kong, studerat olika villkor för införandet av perovskit-nanokristaller i porösa sfärer av kiseldioxid som kan fungera som både skyddande matriser och optiska resonatorer för spontan förstärkning av luminescenssignalen. Deras forskning identifierade de optimala parametrarna för tillverkning av ett perovskit nanokristallbaserat självlysande material där emissionsintensiteten stannade på 85% av originalet, vilket är betydligt högre än det för samma nanokristaller utan skyddsmatris. Sådana kompositmaterial förblev också stabila under inverkan av intensiv UV-strålning, som kan användas som en ljuspumpande källa vid design av lasersystem.

"Vårt nästa steg hade att göra med utvecklingen av ett skyddande lager för sådana ljusemitterande mikrosfärer med perovskit-nanokristaller i syfte att flytta dem till vattenhaltiga lösningar, " säger Elena Ushakova, en docent vid ITMO:s fakultet för fotonik och optisk informationsteknologi. "För att göra detta, vi använde lager-för-lager-tekniken att deponera omväxlande lager av motsatt laddade material på mikrosfärernas yta. De resulterande självlysande sfärerna kan dispergeras i vatten samtidigt som de behåller sina optiska egenskaper, vilket är viktigt med tanke på deras vidare tillämpning som ljuskällor i biologiska vävnader."