Vanwege hun zeer hoge efficiëntie bij het transporteren van elektrische ladingen van licht, staan ​​perovskieten bekend als het materiaal van de volgende generatie voor zonnepanelen en LED-displays. Een team onder leiding van Dr. Lei Su van de Queen Mary University in Londen heeft nu een gloednieuwe toepassing van perovskieten als optische vezels uitgevonden. De resultaten zijn gepubliceerd in Science Advances .

Optische vezels zijn kleine draadjes zo dun als een mensenhaar, waarin licht zich met een supersnelle snelheid voortplant - 100 keer sneller dan elektronen in kabels. Deze kleine optische vezels verzenden het grootste deel van onze internetgegevens. Op dit moment zijn de meeste optische vezels gemaakt van glas. De perovskiet-optische vezel gemaakt door het team van Dr. Su bestaat uit slechts één stuk van een perovskietkristal. De optische vezels hebben een kernbreedte van slechts 50 m (de grootte van een mensenhaar) en zijn zeer flexibel - ze kunnen worden gebogen tot een straal van 3,5 mm

In vergelijking met hun polykristallijne tegenhangers zijn organometallische perovskieten met één kristal stabieler, efficiënter, duurzamer en hebben ze minder defecten. Wetenschappers hebben daarom geprobeerd om perovskiet-optische vezels met één kristal te maken die deze hoge efficiëntie voor glasvezel kunnen brengen.

Dr. Su, Reader in Photonics aan de Queen Mary University of London, zei:"Perovskietvezels van één kristal zouden kunnen worden geïntegreerd in de huidige glasvezelnetwerken, om belangrijke componenten in dit systeem te vervangen, bijvoorbeeld in efficiëntere laser- en energieconversies, het verbeteren van de snelheid en kwaliteit van onze breedbandnetwerken."

Het team van Dr. Su was in staat om de lengte en diameter van eenkristal organometallische perovskietvezels in vloeibare oplossing (die erg goedkoop is om te gebruiken) te laten groeien en nauwkeurig te regelen met behulp van een nieuwe temperatuurgroeimethode. Ze veranderden geleidelijk de verwarmingspositie, lijncontact en temperatuur tijdens het proces om continue groei in de lengte te garanderen en willekeurige groei in de breedte te voorkomen. Met hun methode kan de lengte van de vezel worden gecontroleerd en kan de dwarsdoorsnede van de perovskietvezelkern worden gevarieerd.

In overeenstemming met hun voorspellingen, bleken hun vezels vanwege de kwaliteit van één kristal een goede stabiliteit te hebben gedurende enkele maanden en een klein transmissieverlies - lager dan 0,7 dB/cm, voldoende voor het maken van optische apparaten. Ze hebben een grote flexibiliteit (kan worden gebogen tot een straal van slechts 3,5 mm) en grotere fotostroomwaarden dan die van een polykristallijne tegenhanger (de polykristallijne MAPbBr₃ milliwire fotodetector met vergelijkbare lengte).

Dr. Su zei:"Deze technologie kan ook worden gebruikt in medische beeldvorming als detectoren met een hoge resolutie. De kleine diameter van de vezel kan worden gebruikt om een ​​veel kleinere pixel vast te leggen in vergelijking met de stand van de techniek. Dus dat betekent door gebruik te maken van onze vezel zodat we de pixel op micrometerschaal kunnen hebben, waardoor artsen een veel, veel hogere resolutie beeld krijgen om een ​​betere en nauwkeurigere diagnose te stellen. We zouden deze vezels ook kunnen gebruiken in textiel dat het licht absorbeert. kleding of een apparaat met dit soort vezels in het textiel geweven, kunnen ze de zonne-energie omzetten in elektrische stroom. Dus we kunnen kleding op zonne-energie hebben." + Verder verkennen

Vezeloptische detectiesonde:Quasi-3D plasmonische structuren op vezeltips