Создан светоизлучающий композитный материал на основе нанокристаллов перовскита

Благодаря внедрению нанокристаллов перовскита в пористые микрочастицы стекла стало возможным увеличить время работы таких устройств почти в три раза, а последующее покрытие таких частиц полимерами позволило повысить стабильность их оптических характеристик при нахождении в воде, что является очень важным для создания источников света в биологических средах.

Результаты исследования опубликованы в журнале ChemNanoMat. Нанокристаллы перовскитов являются одними из наиболее изучаемых объектов современного материаловедения. Они обладают превосходными оптическими характеристиками, такими как частота и яркость излучаемого света, что делает их привлекательными для использования в современных лазерных системах.

Однако перовскиты нестабильны при нахождении на воздухе, при взаимодействии с водой, а также при интенсивной засветке. Поэтому одной из главных задач, которая стоит перед научным сообществом, является увеличение стабильности оптических свойств нанокристаллов перовскитов.

Международная группа ученых, куда вошли сотрудники Университета ИТМО, Физико-технического института имени Иоффе, а также City University of Hong Kong, исследовали различные условия внедрения нанокристаллов перовскитов в пористые шарики диоксида кремния, которые могут играть роль как защитной матрицы, так и оптического резонатора для спонтанного усиления сигнала люминесценции.

В работе были определены оптимальные параметры изготовления люминесцентного материала на основе нанокристаллов перовскита, интенсивность излучения которых оставалась на уровне 85% от исходной, что значительно выше значения для тех же нанокристаллов без защитной матрицы. Такие композитные материалы оказались также стабильными при воздействии интенсивного УФ излучения, которое может быть использовано в качестве источника оптической накачки при построении лазерных систем.

«Следующим шагом в нашем исследовании стала разработка защитного слоя для таких светоизлучающих микросфер с нанокристаллами перовскита при переносе в водные растворы, ‑ рассказывает доцент факультета фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО Елена Ушакова.

– Для этого мы использовали известную layer-by-layer методику послойного нанесения противоположно заряженных полимеров на поверхность микросфер. Таким образом, полученные люминесцентные шарики могут быть диспергированы в воде с сохранением их оптических свойств, что является важным для их дальнейшего применения в качестве источников света в биологических тканях».