Перовскитные оптические волокна бьют рекорды
Первые монокристаллические металлоорганические перовскитные оптические волокна, разработанные британскими учеными смогут существенно улучшить показатели волоконной оптики, а соответственно интернета и многих других сфер нашей жизни.
Перовскиты известны как материал следующего поколения для солнечных панелей и светодиодных дисплеев из-за их очень высокой эффективности преобразования света вэлектричество.
Группа ученых Лондонского университета королевы Марии нашла совершенно новое применение перовскитов, но теперь уже в качестве оптических волокон. Результаты біли опубликованы вScience Advances.
Оптические волокна — это крошечные провода толщиной счеловеческий волос, по которым свет распространяется со сверхвысокой скоростью — в 100 раз быстрее, чем электроны в кабелях. Благодаря оптическим волокнам передается львиная доля наших интернет-данных.
В настоящее время большинство оптических волокон изготавливается из стекла. Новое оптическое волокно из перовскита, созданное командой под руководством доктора Лей Су, состоит всего из одногомассива кристалла перовскита. Новые оптические волокна имеют ширину сердцевины всего 50 мкм (размер человеческого волоса) и очень гибкие — их можно сгибать до радиуса 3,5 мм.
По сравнению со своими поликристаллическими аналогами монокристаллические металлоорганические перовскиты более стабильны, эффективны, долговечны и имеют меньше внутренних дефектов. Поэтому ученые попытались создать монокристаллические оптические волокна на основе перовскита, которые могли бы обеспечить еще более высокую эффективность волоконной оптики.
По словам руководителя проекта, монокристаллические перовскитные волокна могут быть интегрированы в существующие волоконно-оптические сети, чтобы заменить ключевые компоненты в этой системе, чтобы улучшить скорость и качество широкополосных сетей.
Технология, примененная разработчиками, помогла вырастить и точно контролировать длину и диаметр монокристаллических металлоорганических волокон перовскита в жидком нагретом растворе (которыйпредставляет собой достаточно дешевую технологию).
Постепенно меняя положение нагрева, контакт линии и температуру во время техпроцесса, обеспечивается непрерывный рост длины и предотвращается случайное увеличение ширины волокна.
С помощью этого метода можно контролировать длину волокна и изменять поперечное сечениесердцевиныперовскитного волокна.
В соответствии с прогнозами, благодаря монокристаллическому качеству, новые волокна показали хорошую стабильность в течение нескольких месяцев, а также малые потери при передачи сигнала — менее 0,7 дБ/см. Это оказалось достаточными показателямидля изготовления оптических устройств. Кроме этогоновые волокна обладают большой гибкостью (можно сгибать до радиуса всего 3,5 мм) и большими значениями фототока чем у поликристаллического аналога (поликристаллическиого фотодетектора).
Новая технология также может быть использована в медицинских изображениях в качестве детекторов с высоким разрешением. Малый диаметр волокна дает возможность для захвата гораздо меньшего пикселя в сравнении с современным уровнем техники.Пиксель в микрометровом масштабе может давать изображение с гораздо более высоким разрешением, что позволит врачам делать более точную диагностику.
За счет их хорошей гибкости, новые волокна можно использовать в тканях, которые поглощают свет. Одежда с такими волокнами, вплетенными в ткань, помогла бы питать различные носимые электронные устройства, эфективно преобразовывая солнечную энергию в электрическую. Так что у мы сможем иметь одежду на солнечной энергии.