News
Alimlər işıq diodları və lazerlər üçün çoxdalğalı şüalanmaya malik materiallar yaratmışlar
Jul 07, 2023 | 10:11 / Interesting information
Read 484 time (-s)

Perovskit nanostrukturları işıq diodları və lazerlərin yaradılmasında geniş istifadə olunan, nisbətən yeni materiallar sinfidir. Alimlər onların prekursorlarla - itterbium və manqan ionlarının mənbələri ilə emalı üçün bir yanaşma işləyib hazırladılar. Bunun nəticəsində müxtəlif spektral diapazonlarda işıq yaya bilən nümunələr əldə edildi. Bütün proses otaq temperaturunda məhlulda baş verır və yayılan işığın dalğa uzunluğunu dəqiq tənzimləmək üçün yalnız əlavə edilmiş prekursorların nisbətini dəyişdirmək lazımdır. İşlənib hazırlanmış bu texnologiya optoelektronikanın müxtəlif sahələrində perovskitlərdən istifadəni xeyli asanlaşdıracaq.
Perovskit nanokristalları sezium, qurğuşun və halogen ionlarından (xlor, brom və yod ) ibarətdir. Onlar ultrabənövşəyi şüalarını udur və sonra onu müəyyən dalğa uzunluğunda işıq kimi yenidən yayırlar. Bu zaman, perovskitin işıqlanma rəngini və intensivliyini idarə etmək olur. Bununla belə, aşqarlanmış (ionların əlavə edilməsi ilə) perovskit nanostrukturlarının sintezi yüksək temperaturda həyata keçirilir ki, bu da nümunələrin kristal quruluşunun pozulmasına səbəb ola bilir (xüsusən də bir neçə nanometr qalınlığı olan nanostrukturlardan – nanolövhələrdən söhbət gedirsə) . Bu, nümunələrin optik xassələrinə mənfi təsir göstərir, əsasən keyfiyyətini aşağı salır və praktiki istifadəsinə mane olur.
Rus alimləri otaq temperaturunda iterbium ionları ilə qatqılaşdırılmış nümunələr əldə ediblər. Bunun üçün onlar perovskit nanostrukturlarını sintez etdilər və yalnız bundan sonra onlara itterbium ionları olan məhlul əlavə etdilər. Onlar infraqırmızı şüalanmanın yaranmasına səbəb olan perovskitlərin strukturuna daxil edilmiş və əlavə edilmiş prekursorların sayının dəyişdirilməsi yaradılmış nümunələrin optik xüsusiyyətlərini dəqiq tənzimləməyə imkan vermişdir. Beləliklə, alimlər itterbium məhlulunu nə qədər çox əlavə etsələr, parıltı bir o qədər güclü olur.

Qatqılaşdırılma prosesini başa düşmək üçün müəlliflər nümunələrin optik xassələrini ətraflı tədqiq etdilər. Onlar müəyyən etdilər ki, qatqılaşdırılmış perovskit nanostrukturlarının xassələri kristalın strukturunda ionların düzülüşündən asılıdır. Belə ki, itterbium ionları əvvəlcə nanokristalların səthində boş yerləri tutur və sonra tədricən diffuziya edərək içəriyə yayılır. Nəticədə, aşqarlanma dərəcəsinin artması yaxın infraqırmızı spektr diapazonunda lüminessensiya intensivliyinin artmasına səbəb olur. Maraqlıdır ki, nanokristallar emal edildikdən sonra öz formasını və kristal quruluşunu saxlayırlar – müəlliflər bunu elektron mikroskopu və rentgen analiz metodlarından istifadə etməklə sübut etdilər.

Tədqiqatçılar digər ionlarla istifadə etmək üçün yanaşmalarını daha da genişləndirdilər. Bunun üçün onlar tərkibində manqan ionları olan perovskit nanolövhələrini prekursorlarla işlədilər, nəticədə spektrin qırmızı bölgəsində lüminessens zolağı olan nümunələr əldə edildi ki, bu da müxtəlif növ işıq diodlarının yaradılması üçün maraqlıdır.

Son təcrübədə müəlliflər iki prekursordan, tərkibində itterbium və manqan ionları olan məhlullardan istifadə etdilər. Bu birgə qatqılaşdırılma üç müxtəlif spectral diapazonda şüalanma ilə nümunələr əldə etməyə imkan verdi. Eyni zamanda, əlavə edilmiş prekursorların nisbətinin tənzimlənməsi nanokristalların emal dərəcəsinə nəzarət etməyə və bununla da onların optik xassələrini tənzimləməyə imkan verdi.
Fotonika və optoelektronikada istifadəsi üçün müxtəlif ionlarla aşqarlanmış perovskit nanostrukturlarının tədqiqinin davam etdirilməsi planlaşdırılır. Ümumiyyətlə, əldə edilmiş materiallardan istifadə edərək cihazın prototiplərinin yaradılması bu tədqiqat sahəsinin məntiqi inkişafı olacaqdır.

Rusiya Elm Fondunun (REF) qrantı ilə dəstəklənən tədqiqatın nəticələri Journal of Materials Chemistry jurnalında dərc edilib.

JOURNALS
Useful links