10 марта 2020 года в Москве (ЦВК «Экспофорум, Краснопресненская набережная, д. 14), в...


Ученые открывают недорогой материал, управляющий светом для промышленности

управсветом

 

Открытие, опубликованное в Advanced Science, может помочь снизить расходы в таких разных отраслях, как телекоммуникации, медицинская диагностика и потребительская оптоэлектроника.

Исследовательская группа, возглавляемая доктором Гиришем Лахвани из Нано-института Сиднейского университета, использовала недорогие кристаллы, известные как перовскиты, для изготовления ротаторов Фарадея. Они манипулируют светом в различных устройствах промышленности и науки, изменяя фундаментальное свойство света – его поляризацию. Это дает ученым и инженерам возможность стабилизировать, блокировать или направлять свет по требованию.

Роторы Фарадея используются в качестве источника широкополосных и других коммуникационных технологий, блокируя отраженный свет, который в противном случае дестабилизировал бы лазеры и усилители. Они также используются в оптических переключателях и оптоволоконных датчиках.

Лакхвани сказал: «Один только мировой рынок оптических коммутаторов стоит более 4,5 млрд. долларов и он растет. Основным конкурентным преимуществом перовскитов по сравнению с существующими изоляторами Фарадея является низкая стоимость материала и простота обработки, которая обеспечит масштабируемость».

На сегодняшний день промышленным стандартом ротаторов Фарадея являются гранаты на основе тербия. Доктор Лахвани и его коллеги из Австралийского исследовательского центра передовых технологий в области экситонной науки использовали перовскиты с галогенидами свинца, которые могут оказаться менее дорогой альтернативой.

Лакхвани сказал: «Развитию и внедрению наших технологий может способствовать превосходное расположение Австралии в Азиатско-Тихоокеанском регионе, экономика которого быстро растет благодаря увеличению инвестиций в ее высокоскоростную инфраструктуру связи».

Свинцово-галоидные перовскиты, используемые Лакхвани, представляют собой класс материалов, которые набирают большой вес в научном сообществе, благодаря сочетанию превосходных оптических свойств и низкой себестоимости производства.

«Интерес к перовскитам действительно начался с солнечных батарей», – сказал доктор Рэнди Сабатини, доктор наук, ведущий проект в группе Лакхвани.

«Они эффективны и намного дешевле, чем традиционные кремниевые элементы, которые изготавливаются с использованием дорогостоящего процесса, известного как метод Чохральского или Cz. Теперь мы рассмотрим другое применение, ротацию Фарадея, где коммерческие стандарты также создаются с использованием Cz метода. Как и в солнечных элементах, кажется, что перовскиты могут конкурировать и здесь».

В этой статье команда показывает, что характеристики перовскитов могут конкурировать с характеристиками коммерческих стандартов для определенных цветов в видимом спектре.

«Мы уже давно рассматриваем ротацию Фарадея», – сказал доктор Лахвани. «Очень трудно найти обработанные раствором материалы, которые эффективно вращают поляризацию света. Основываясь на их структуре, мы надеялись, что перовскиты будут хороши, но действительности, они превзошли наши ожидания».

Команда также выполнила тепловое моделирование, чтобы понять, как будет работать реальное устройство. Тем не менее, еще предстоит проделать большую работу, чтобы коммерческое применение стало реальностью.

«Мы планируем и впредь улучшать прозрачность кристаллов и воспроизводимость роста», – сказал Чвенхау Ляо из UNSW. «Тем не менее, мы очень довольны первоначальным прогрессом и с оптимизмом смотрим в будущее».

 

https://econet.ru/articles/uchenye-otkryvayut-nedorogoy-material-upravlyayuschiy-svetom-dlya-promyshlennosti


22.02.2020