Новые технологии создания перовскитных пленок для оптоэлектроники
Прогресс в оптоэлектронике в последнее время напрямую связан с поиском новых веществ, способных вытеснить кремний в солнечных элементах, светодиодах и приборах для детектирования света. Ученые из Санкт-Петербургского национального исследовательского университета ИТМО представили уникальный способ формирования цветных перовскитных слоев, основанный на лазерном нано-структурировании, который улучшает их оптические характеристики и уменьшает вероятность дефектов. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Light: Advanced Manufacturing.
Перовскиты обычно синтезируют с помощью химических процессов в растворе, что делает их более доступными для промышленного применения. Однако для современных устройств требуется точное наноструктурирование, традиционно выполняемое через ионную обработку или лазерную резку. Такой подход часто вызывает повреждения материала, ограничивая возможность создания сложных многослойных конструкций.
Исследователи ИТМО предложили альтернативный метод: нано-подложку из диоксида титана обрабатывают с помощью импульсного лазера, создавая на ней бороздки разной глубины и формы. Перовскитная пленка, нанесенная на такую поверхность, наследует ее особенности, что придает ей уникальные светопоглощающие качества. Визуально структура напоминает волнообразные узоры или дюны на песке, а эффект сравним с природной окраской крыльев насекомых.
Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории ИТМО, Александр Фурасова пояснила, что степень направленности фотолюминесценции зависит от формы наноорнамента. Это позволяет управлять распределением света без изменения прочих параметров материала. Такой подход доказывает анизотропию света — ключевую научную находку.
Специалисты отметили высокую скорость формирования структур: за 60 секунд можно создать до 1 см². Подложки из диоксида титана легко восстанавливаются, так как с них можно удалить перовскит и нанести новый слой. Масштабирование технологии не представляет сложности, что делает ее перспективной для промышленного использования.
Профессор Сергей Макаров, возглавляющий лабораторию ИТМО, отметил, что в процессе применялись передовые лазерные системы, позволяющие формировать структуры с толщиной в тысячу раз меньше волоса. Это подтверждает высокую точность и эффективность метода.
лазерная обработка
перовскиты
оптоэлектроника
01.10.2025