Princetonin yliopiston insinööritutkijat ovat kehittäneet tekniikkaa, jossa nanomittakaavan perovskiittihiukkaset järjestyvät itsestään hienojakoisiksi kalvoiksi. Näistä on mahdollista kehittää korvaavaa tekniikkaa nykyisille ledeille. - Perovskiittien suorituskyky aurinkokennoissa on todella noussut viime vuosina ja niillä on ominaisuuksia, jotka antavat suuren lupauksen ledeissä. Kyvyttömyys luoda yhtenäisiä ja kirkkaita nanohiukkasten perovskiittikalvoja on kuitenkin rajoittanut niiden mahdollisuuksia, toteaa Princetonin apulaisprofessori Barry Rand.
Uusi tekniikka mahdollistaa näiden nanohiukkasten itsejärjestymisen ja siten mahdollisuuden valmistaa ultra-hienojakoisia kalvoja. Tämä edistys valmistuksessa saa perovskiittiledit näyttämään enemmän toteuttamiskelpoiselta vaihtoehdolta olemassa oleville teknologioille.
Floridan valtionyliopistossa toiminut tutkimusryhmä on puolestaan löytänyt uuden orgaanis-epäorgaanisten hybridimateriaalin kiderakenteen, joka voi avata oven uusille sovelluksille optisille laitteille, kuten valodiodit ja laserit.
Tämän luokan materiaaleista syntyy legomaisia kappaleita, joita tieteellisesti kutsutaan halidi-oktahedri -metalleiksi. Niistä voi muodostaa 3D-verkostoja, 2D-kerroksia tai jopa 1D-ketjuja. Vaikka 3D- ja 2D-rakenteita on laajasti tutkittu, 1D-rakenteet ovat harvinaisia.
Floridan tutkijat löysivät ensimmäisinä tavan sijoittaa näitä kappaleita yhteen ketjuksi, jota ympäröi orgaaninen osa. Tällöin muodostuu ydin-kuori -tyyppinen lanka. Miljoonia näin päällystettyjä lankoja pinotaan sitten yhteen muodostamaan kiteinen nippu.
Tällaisella kiteellä osoittaa mielenkiintoisia optisia ominaisuuksia. Se on esimerkiksi erittäin voimakkaasti valoa säteilevä. Tutkimus osoittaa, että kehitetty yksiulotteinen rakenne voisi olla eräs tehokas muoto tuottaa kirkasta valoa.
Tutkijoiden mukaan kiteet ovat hyviä valoemittereitä ja näillä uusilla materiaaleilla on suuria mahdollisuuksia käytännön sovelluksia laitteissa kuten ledeissä tai lasereissa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 31.1.2017
