Fibra ottica di perovskite organometallica a cristallo singolo. Credito:Dr Lei Su
A causa della loro altissima efficienza nel trasporto di cariche elettriche dalla luce, le perovskiti sono conosciute come il materiale di prossima generazione per pannelli solari e display a LED. Un team guidato dal dottor Lei Su della Queen Mary University di Londra ha ora inventato una nuovissima applicazione delle perovskiti come fibre ottiche. I risultati sono pubblicati in Science Advances .
Le fibre ottiche sono minuscoli fili sottili come un capello umano, in cui la luce viaggia a una velocità superveloce, 100 volte più veloce degli elettroni nei cavi. Queste minuscole fibre ottiche trasmettono la maggior parte dei nostri dati Internet. Attualmente, la maggior parte delle fibre ottiche sono realizzate in vetro. La fibra ottica di perovskite prodotta dal team del Dr. Su consiste in un solo pezzo di un cristallo di perovskite. Le fibre ottiche hanno una larghezza del nucleo di soli 50 μm (la dimensione di un capello umano) e sono molto flessibili:possono essere piegate con un raggio di 3,5 mm
Rispetto alle loro controparti policristalline, le perovskiti organometalliche a cristallo singolo sono più stabili, più efficienti, più durevoli e presentano meno difetti. Gli scienziati hanno quindi cercato di realizzare fibre ottiche di perovskite a cristallo singolo in grado di portare questa elevata efficienza alle fibre ottiche.
Il Dr. Su, Reader in Photonics presso la Queen Mary University di Londra, ha affermato:"Le fibre di perovskite a cristallo singolo potrebbero essere integrate nelle attuali reti in fibra ottica, per sostituire i componenti chiave di questo sistema, ad esempio in laser più efficienti e conversioni di energia, migliorare la velocità e la qualità delle nostre reti a banda larga."
Il team del Dr. Su è stato in grado di coltivare e controllare con precisione la lunghezza e il diametro delle fibre di perovskite organometallica a cristallo singolo in soluzione liquida (che è molto economica da utilizzare) utilizzando un nuovo metodo di crescita della temperatura. Hanno gradualmente modificato la posizione di riscaldamento, il contatto della linea e la temperatura durante il processo per garantire una crescita continua della lunghezza prevenendo una crescita casuale della larghezza. Con il loro metodo, è possibile controllare la lunghezza della fibra e variare la sezione trasversale del nucleo della fibra di perovskite.
In linea con le loro previsioni, a causa della qualità del singolo cristallo, le loro fibre hanno dimostrato di avere una buona stabilità per diversi mesi e una piccola perdita di trasmissione, inferiore a 0,7 dB/cm sufficiente per realizzare dispositivi ottici. Hanno una grande flessibilità (possono essere piegati fino a un raggio di 3,5 mm) e valori di fotocorrente maggiori rispetto a quelli di una controparte policristallina (il policristallino MAPbBr3 fotorilevatore milliwire di lunghezza simile).
Il Dr. Su ha affermato:"Questa tecnologia potrebbe essere utilizzata anche nell'imaging medico come rilevatori ad alta risoluzione. Il piccolo diametro della fibra può essere utilizzato per catturare un pixel molto più piccolo rispetto allo stato dell'arte. Quindi ciò significa utilizzare il nostro fibra in modo da poter avere il pixel in scale micrometriche, fornendo un'immagine a risoluzione molto, molto più elevata per consentire ai medici di fare diagnosi migliori e più accurate.Potremmo anche utilizzare queste fibre in tessuti che assorbono la luce. Quindi quando indossiamo, ad esempio vestiti o un dispositivo con questo tipo di fibra intrecciata nel tessuto, potrebbero convertire l'energia solare in energia elettrica. Quindi potremmo avere vestiti alimentati a energia solare". + Esplora ulteriormente
