De meeste van de huidige technologie in zonne-energie, telecommunicatie en microchips is gemaakt van materialen op basis van silicium. Echter, in recente jaren, een nieuwe familie van halfgeleidende materialen, perovskieten, is op het toneel verschenen, belofte voor nieuwe en betere technologieën. De eigenschappen van deze materialen wedijveren met veel van de gevestigde commerciële opties, terwijl het veel goedkoper en gemakkelijker te maken blijft.

Perovskiet is de algemene naam voor een materiaal dat bestaat uit drie chemische componenten A, B en X, gerangschikt in een specifieke moleculaire kristalstructuur ABX ₃ . Een van deze perovskieten die momenteel door onderzoekers wordt onderzocht, is formamidiniumloodjodide [HC(NH ₂ ) ₂ PbI ₃ of FAPbI ₃ ], die de wereldrecordprestaties voor een op perovskiet gebaseerde zonnecel bezit, rivaliserende op siliconen gebaseerde.

Belangrijke uitdagingen, echter, moet nog worden opgelost met betrekking tot de stabiliteit van perovskietkristallen onder reële omstandigheden. Op kamertemperatuur, bijvoorbeeld, FAPbI ₃ schikt zich in de geelgekleurde deltafase, met weinig praktische waarde voor technologische toepassingen. Maar bij verhitting boven 150° C, het materiaal herschikt zichzelf in een andere zwarte structuur, de alfastaat genoemd, alvorens terug te keren naar de delta-fase na een paar dagen onder omgevingsomstandigheden. Het is deze donkere alfastaat van FAPbI ₃ dat is het meest interessant voor onderzoekers en technologie. Tot voor kort, onderzoekers hebben geprobeerd toegang te krijgen tot de alfatoestand bij hoge temperatuur door het materiaal te verwarmen en te stabiliseren bij kamertemperatuur met behulp van oppervlakte- en chemische behandelingen.

KU Leuven-onderzoekers van het Roeffaers Lab en de Hofkens Group hebben nu een nieuwe, gemakkelijkere manier om de gewilde donkere alfafase perovskiet te maken. Ze gebruikten direct laserschrijven (afgestemd intens laserlicht) om het perovskietoppervlak plaatselijk te verwarmen, waardoor het verandert van de nutteloze delta-status naar de zeer wenselijke alfa-status. Verder, ze ontdekten ook dat het materiaal nu vele weken in deze staat bleef, zelfs bij kamertemperatuur, zonder verdere stabiliserende behandeling. De wetenschappers van de KU Leuven slaagden er verder in om de laserstraal te gebruiken om snel complexe patronen van de donkere FAPbI . te microfabriceren ₃ staat.

De onderzoekers publiceerden onlangs hun ontdekking in het tijdschrift high-impact nanotechnologie ACS Nano (Steele et al. 2017).

"Deze bevindingen zijn een grote stap voorwaarts in het lokaal afstemmen van de structurele, elektrisch, en optische eigenschappen van een belangrijke nieuwe klasse materialen en biedt een mogelijkheid voor het maken van op maat gemaakte optische apparaten, alles op aanvraag."