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    Le perovskiti fotosensibili cambiano forma se esposte alla luce

    Il materiale perovskite cambia dimensione se esposto alla luce. Credito:WILE, VCH Verlag GmbH &Co.

    Un materiale cristallino che cambia forma in risposta alla luce potrebbe costituire il cuore di nuovi dispositivi attivati ​​dalla luce. I cristalli di perovskite hanno ricevuto molta attenzione per la loro efficienza nel convertire la luce solare in elettricità, ma un nuovo lavoro degli scienziati di KAUST mostra che i loro potenziali usi si estendono ben oltre lo strato di raccolta della luce dei pannelli solari.

    La fotostrizione è la proprietà di alcuni materiali di subire un cambiamento nella deformazione interna, e quindi forma, con esposizione alla luce. I materiali fotostrittivi organici offrono il più grande cambiamento di forma finora riportato in risposta alla luce, un parametro noto come coefficiente fotostrittivo, ma la loro risposta è lenta e instabile in condizioni ambientali.

    Ingegnere elettrico KAUST Jr-Hau He e i suoi colleghi hanno cercato la fotostrizione in una nuova famiglia di materiali, le perovskiti. "Le perovskiti sono uno dei materiali ottici più caldi, " dice He. Il suo lavoro ora mostra che c'è di più nelle loro interessanti proprietà ottiche rispetto alla raccolta di energia solare. I ricercatori hanno testato una perovskite chiamata MAPbBr3 e hanno rivelato che aveva un comportamento di fotostrizione forte e robusto.

    Per testare ampiamente le capacità di fotostrizione del materiale, il team ha sviluppato un nuovo metodo. Hanno usato la spettroscopia Raman, che sonda le vibrazioni molecolari all'interno della struttura. Quando immerso nella luce, la fotostrizione altera la deformazione interna del materiale, che poi sposta il modello interno delle vibrazioni. Misurando lo spostamento del segnale Raman quando il materiale è stato posto sotto pressione meccanica, il team potrebbe calibrare la tecnica e quindi usarla per quantificare l'effetto della fotostrizione.

    "Abbiamo dimostrato che la spettroscopia Raman in situ con microscopia confocale è un potente strumento di caratterizzazione per misurare convenientemente la deformazione reticolare fotoindotta intrinseca, "dice Tzu-Chiao Wei, un membro della squadra. "Lo stesso approccio potrebbe essere applicato per misurare la fotostrizione in altri materiali, " Aggiunge.

    Il materiale perovskite ha dimostrato di avere un coefficiente di fotostrizione significativo dell'1,25%. I ricercatori hanno anche dimostrato che la fotostrizione della perovskite era in parte dovuta all'effetto fotovoltaico, il fenomeno al centro della maggior parte del funzionamento delle celle solari. La generazione spontanea di cariche positive e negative quando la perovskite è immersa nella luce polarizza il materiale, che induce un movimento negli ioni di cui è composto il materiale.

    La fotostrizione robusta e stabile della perovskite la rende utile per una vasta gamma di possibili dispositivi, dice Wei. "Utilizzeremo questo materiale per fabbricare dispositivi optoelettronici di prossima generazione, compresi dispositivi commutabili a distanza senza fili e altre applicazioni controllate dalla luce, " lui dice.

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