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Escritura láser directa sobre perovskitas de haluros: de los mecanismos a las aplicaciones

Fecha:

22 de marzo, 2024

(Noticias de Nanowerk) Halogenuros metálicos perovskitas se han convertido en materiales "estrella" bien merecidos entre una variedad de semiconductores debido a su excelente optoelectrónica propiedades, como un alto rendimiento cuántico (QY) de fotoluminiscencia (PL), un alto coeficiente de absorción, bandas prohibidas sintonizables, largas longitudes de difusión del portador y una alta tolerancia a defectos, que atraen una enorme atención tanto del mundo académico como de la industria. Mientras tanto, DLW, basada en la interacción entre la luz y la materia, es una técnica de micropatrones eficiente, sin contacto, sin máscaras y con resolución profunda. Por lo general, se realiza acoplando un rayo láser con un microscopio de alta resolución para minimizar el punto focal de salida. La resolución de DLW depende del diámetro del punto focal de salida y del umbral de respuesta del material. Dependiendo de los mecanismos de fabricación y las respuestas del umbral del material, la mejor resolución suele estar entre un par y unos pocos cientos de nanómetros. La investigación sobre DLW también profundiza la comprensión fundamental de los mecanismos de interacción entre la luz y las perovskitas, allanando el camino para el diseño de dispositivos optoelectrónicos con rendimientos mejorados. En un artículo de revisión publicado en Luz avanzada y fabricación (“Escritura láser directa sobre perovskitas de haluros: de los mecanismos a las aplicaciones”), un equipo de científicos, dirigido por el profesor Zhixing Gan del Centro para futuros materiales funcionales optoelectrónicos de la Universidad Normal de Nanjing, China, y sus compañeros de trabajo han resumido los avances recientes de la investigación de DLW en perovskitas. Descripción esquemática de la escritura láser directa en perovskitas de haluros: desde los mecanismos hasta las aplicaciones Descripción esquemática de la escritura láser directa sobre perovskitas de haluros: desde los mecanismos hasta las aplicaciones. (Imagen: Light Advanced & Manufacturing) Los mecanismos de interacción concretos entre el láser y la perovskita se clasifican en seis partes, que incluyen ablación por láser, cristalización inducida por láser, migración de iones inducida por láser, segregación de fases inducida por láser, fotorreacción inducida por láser y otras transiciones inducidas por láser. Luego, se centran en las aplicaciones de estas perovskitas con patrones micro/nano y estructuras de matriz, como visualización, cifrado óptico de información, células solares, LED, láser, fotodetectores y lentes planas. Se destacan las ventajas de las estructuras estampadas. Finalmente, se analizan los desafíos actuales para DLW en perovskitas y también se presentan perspectivas sobre su desarrollo futuro. El láser es una excelente herramienta para manipular, fabricar y procesar nanoestructuras/microestructuras en semiconductores con ventajas únicas de alta precisión, sin contacto, fácil operación y sin máscara. Se han desarrollado DLW basados ​​en diferentes mecanismos de interacción entre el láser y las perovskitas debido a la estructura especial de las perovskitas. El mecanismo de interacción detallado depende sensiblemente del láser, como la longitud de onda, el pulso/CW, la potencia y la tasa de repetición, por lo que proporciona una herramienta flexible y potente para procesar las perovskitas con nanoestructuras o microestructuras controladas con precisión. La amplia variedad de mecanismos de interacción determina el gran potencial del DLW para diversas aplicaciones en microelectrónica, fotónica y optoelectrónica. Los láseres de fabricación más baratos y controlables de forma flexible, junto con las propiedades optoelectrónicas superiores de la perovskita, brindarán un gran potencial de aplicación para DLW en perovskitas. Actualmente todavía se encuentra en una etapa incipiente, anticipando un enorme auge tanto en la investigación fundamental como en la demanda de la industria en el futuro cercano. Para el futuro desarrollo de DLW en perovskitas, es necesario resolver algunos cuellos de botella técnicos cruciales, como la resolución de la técnica DLW, el tiempo existente de fases segregadas y la técnica de micropatterning para sustratos flexibles, etc. Las aplicaciones de las perovskitas cubren casi todas tipos de áreas optoelectrónicas y fotónicas, como fuente de fotón único, micro/nanoláser, fotodetectores, puertas ópticas, comunicación óptica, guía de ondas y óptica no lineal. Por tanto, resulta muy prometedor construir e integrar dispositivos fotónicos con diferentes funciones basados ​​en un único chip de perovskita.

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