Il National Physical Laboratory (NPL) ha sviluppato un nuovo metodo di misurazione, fornendo simultanea topografica, elettrico, per la prima volta la microscopia chimica e ottica (STEOM) su scala nanometrica. Il nuovo metodo può essere utilizzato per ottimizzare le prestazioni di dispositivi optoelettronici come celle solari organiche, sensori e transistor.

Nell'ambito di una collaborazione internazionale, I ricercatori dell'NPL hanno dimostrato l'applicazione diretta del nuovo metodo all'ottimizzazione delle celle solari organiche. Trasparente, celle solari organiche flessibili e a basso costo potrebbero offrire una soluzione a produzione di energia a basse emissioni di carbonio. Però, la mancanza di tecniche analitiche in grado di sondare contemporaneamente le proprietà dei dispositivi su scala nanometrica ha rappresentato un grave ostacolo alla loro ottimizzazione.

Il nuovo metodo STEOM sviluppato presso NPL affronta questo problema, fornendo misurazioni simultanee di topografia ed elettrica, proprietà chimiche e ottiche, pur essendo non distruttivo, senza causare danni ai campioni da misurare. La svolta è stata ottenuta combinando il miglioramento del segnale ottico plasmonico con la microscopia a scansione di sonda in modalità elettrica. Ciò consente la relazione tra morfologia superficiale, composizione chimica e generazione attuale nel funzionamento di celle solari organiche da esplorare per la prima volta su scala nanometrica.

Il team ha dimostrato che le informazioni ottenute utilizzando il metodo possono spiegare con successo le prestazioni delle celle solari organiche in termini di composizione su scala nanometrica del loro strato superficiale attivo, e potrebbe essere utilizzato per identificare i percorsi migliori per l'ottimizzazione dei dispositivi. Oltre alle celle solari organiche, il metodo può essere applicato a una serie di problemi diversi in cui le proprietà elettroniche su scala nanometrica sono influenzate dalla composizione della superficie e potrebbe quindi essere utilizzato per guidare la progettazione di dispositivi optoelettronici migliorati, dai sensori ai led.