Escrita direta a laser em perovskitas haleto: dos mecanismos às aplicações

(Notícias do Nanowerk) Iodetos metálicos perovskitas tornaram-se materiais “estrela” bem merecidos entre uma variedade de semicondutores devido ao seu excelente optoeletrônica propriedades, como alto rendimento quântico de fotoluminescência (PL) (QY), alto coeficiente de absorção, bandgaps ajustáveis, longos comprimentos de difusão de portadores e alta tolerância a defeitos, atraindo enorme atenção tanto da academia quanto da indústria. Enquanto isso, o DLW, baseado na interação entre luz e matéria, é uma técnica de micropadronização eficiente, sem contato, sem máscara e com resolução em profundidade. Normalmente é realizado acoplando um feixe de laser a um microscópio de alta resolução para minimizar o ponto focal de saída. A resolução do DLW depende do diâmetro do ponto focal de saída e da resposta limite do material. Dependendo dos mecanismos de fabricação e das respostas de limiar do material, a melhor resolução geralmente fica entre algumas centenas de nanômetros. A pesquisa em DLW também aprofunda a compreensão fundamental sobre os mecanismos de interação entre luz e perovskitas, abrindo caminho para o projeto de dispositivos optoeletrônicos com desempenho aprimorado. Em um artigo de revisão publicado em Leve Avançado e Fabricação (“Escrita direta a laser em perovskitas haleto: dos mecanismos às aplicações”), uma equipe de cientistas, liderada pelo professor Zhixing Gan do Centro para Futuros Materiais Funcionais Optoeletrônicos, Universidade Normal de Nanjing, China, e colegas de trabalho resumiram o progresso recente da pesquisa de DLW em perovskitas. Visão geral esquemática da escrita direta a laser em perovskitas haleto: dos mecanismos às aplicações. (Imagem: Light Advanced & Manufacturing) Os mecanismos concretos de interação entre laser e perovskita são categorizados em seis partes, incluindo ablação a laser, cristalização induzida por laser, migração de íons induzida por laser, segregação de fase induzida por laser, fotorreação induzida por laser e outras transições induzidas por laser. Em seguida, eles se concentram nas aplicações dessas perovskitas com padrões micro/nano e estruturas de array, como display, criptografia óptica de informações, células solares, LEDs, laser, fotodetectores e lentes planares. As vantagens das estruturas padronizadas são destacadas. Finalmente, são apresentados os desafios actuais para o DLW nas perovskitas e apresentadas perspectivas sobre os seus desenvolvimentos futuros. O laser é uma excelente ferramenta para manipular, fabricar e processar nano/microestruturas em semicondutores com vantagens exclusivas de alta precisão, sem contato, fácil operação e sem máscara. DLW baseados em diferentes mecanismos de interação entre laser e perovskitas foram desenvolvidos devido à estrutura especial das perovskitas. O mecanismo de interação detalhado depende sensivelmente do laser, como comprimento de onda, pulso/CW, potência e taxa de repetição, fornecendo assim uma ferramenta flexível e poderosa para processar as perovskitas com nano ou microestruturas controladas com precisão. A grande variedade de mecanismos de interação determina o grande potencial do DLW para diversas aplicações em microeletrônica, fotônica e optoeletrônica. Lasers de fabricação mais baratos e controláveis ​​de forma flexível, juntamente com as propriedades optoeletrônicas superiores da perovskita, trarão grande potencial de aplicação para DLW em perovskitas. Atualmente ainda está na fase inicial, antecipando um enorme boom tanto na investigação fundamental como na procura da indústria num futuro próximo. Para o desenvolvimento futuro de DLW em perovskitas, alguns gargalos técnicos cruciais precisam ser resolvidos, como a resolução da técnica DLW, o tempo existente de fases segregadas e a técnica de micropadronização para substratos flexíveis, etc. tipos de áreas optoeletrônicas e fotônicas, como fonte de fóton único, micro/nano lasers, fotodetectores, portas ópticas, comunicação óptica, guia de ondas e óptica não linear. Assim, é muito promissor construir e integrar dispositivos fotônicos com diferentes funções baseados em um único chip de perovskita.

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• Fonte: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64905.php