EPFL-wetenschappers hebben een nieuw type anorganisch nanocomposiet gebouwd dat perovskiet-kwantumdot uitzonderlijk stabiel maakt tegen blootstelling aan lucht, zonlicht, warmte, en water.

Quantum dots zijn nanometer groot, halfgeleidende materialen waarvan het kleine formaat hen unieke optische eigenschappen geeft. Er is veel moeite gestoken in het bouwen van kwantumdots van perovskieten, die al veelbelovend zijn voor zonnepanelen, LED's en lasertechnologieën. Hun fundamentele opto-elektronische eigenschappen zijn ook zeer uniek en van groot belang bij de wetenschappelijke gemeenschap. Echter, perovskiet-kwantumstippen hebben grote problemen met de stabiliteit tegen lucht, warmte, licht, en water. EPFL-wetenschappers zijn er nu in geslaagd om perovskiet-kwantumdotfilms te bouwen met een techniek die hen helpt deze zwakheden te overwinnen. Het werk is gepubliceerd in Angewandte Chemie .

De nieuwe benadering om de perovskiet-kwantumstippen te stabiliseren is ontwikkeld in het laboratorium van Raffaella Buonsanti bij EPFL Wallis Wallis. De innovatie van dit onderzoek, ontwikkeld door Anna Loiudice en promovendus Seryio Saris, ligt in een techniek genaamd "atomic layer deposition" (ALD), die vaak wordt gebruikt om ultradunne films met een hoge uniformiteit in hun structuur te fabriceren. Het idee was om ALD te gebruiken om de perovskiet-kwantumdots in te kapselen met een amorfe aluminiumoxidematrix, die fungeert als een gas- en ionendiffusiebarrière, waardoor de kwantumdots robuuster worden tegen lucht, licht, warmte, en vocht.

Het team gebruikte een reeks karakteriseringstechnieken om de kiemvorming en het groeiproces van de aluminiumoxidematrix op het oppervlak van de kwantumdot te volgen. Het proces toonde aan dat de interactie tussen de ALD-precursor en het stipoppervlak cruciaal is om de stippen uniform te coaten met behoud van hun opto-elektronische eigenschappen.

"Door de stabiliteitsuitdaging van perovskiet-kwantumdots aan te pakken, dit werk zal naar verwachting een grote impact hebben op het veld door fundamentele opto-elektronische studies mogelijk te maken, die vereisen dat de monsters stabiel zijn tijdens de metingen, naast het vergroten van de duurzaamheid van apparaten op basis van deze nieuwe klasse van kwantumdots, ", zeggen de auteurs.