Het Nationaal Fysisch Laboratorium (NPL) heeft een nieuwe meetmethode ontwikkeld, gelijktijdige topografische, elektrisch, chemische en optische microscopie (STEOM) voor het eerst op nanoschaal. De nieuwe methode kan worden gebruikt om de prestaties van opto-elektronische apparaten zoals organische zonnecellen, sensoren en transistoren.

Als onderdeel van een internationale samenwerking, NPL-onderzoekers demonstreerden de directe toepassing van de nieuwe methode op de optimalisatie van organische zonnecellen. Transparant, flexibele en goedkope organische zonnecellen kunnen een oplossing bieden voor grootschalige, koolstofarme energieopwekking. Echter, een gebrek aan analytische technieken die tegelijkertijd de eigenschappen van apparaten op nanoschaal kunnen onderzoeken, vormt een groot obstakel voor hun optimalisatie.

De nieuwe STEOM-methode die bij NPL is ontwikkeld, lost dit probleem op, het verstrekken van gelijktijdige metingen van topografie en elektrische, chemische en optische eigenschappen, terwijl het ook niet-destructief is, veroorzaakt geen schade aan de te meten monsters. De doorbraak werd bereikt door plasmonische optische signaalverbetering te combineren met scanningsondemicroscopie in elektrische modus. Dit maakt de relatie tussen oppervlaktemorfologie, chemische samenstelling en huidige generatie in werkende organische zonnecellen die voor het eerst op nanoschaal worden onderzocht.

Het team toonde aan dat informatie die met behulp van de methode is verkregen, met succes de prestaties van organische zonnecellen kan verklaren in termen van de nanoschaalsamenstelling van hun actieve oppervlaktelaag, en kan worden gebruikt om de beste routes voor apparaatoptimalisatie te identificeren. Naast organische zonnecellen, de methode kan worden toegepast op een reeks verschillende problemen waarbij elektronische eigenschappen op nanoschaal worden beïnvloed door de samenstelling van het oppervlak en kan bijgevolg worden gebruikt om het ontwerp van verbeterde opto-elektronische apparaten te sturen, van sensoren tot leds.