మిస్సౌరీ విశ్వవిద్యాలయ శాస్త్రవేత్తలు హాలైడ్ పెరోవ్‌స్కైట్‌ల రహస్యాలను అన్‌లాక్ చేస్తున్నారు — శక్తి-సమర్థవంతమైన ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క కొత్త యుగానికి మనలను దగ్గరకు తీసుకురావడం ద్వారా మన భవిష్యత్తును పునర్నిర్మించడానికి సిద్ధంగా ఉన్న పదార్థం.
మిజ్జౌస్ కాలేజ్ ఆఫ్ ఆర్ట్స్ అండ్ సైన్స్‌లో ఇద్దరు ఫిజిక్స్ ప్రొఫెసర్‌లు సుచి గుహా మరియు గావిన్ కింగ్, నానోస్కేల్‌లో మెటీరియల్‌ను అధ్యయనం చేస్తున్నారు: వస్తువులు కంటితో కనిపించని ప్రదేశం. ఈ స్థాయిలో, హాలైడ్ పెరోవ్‌స్కైట్‌ల యొక్క అసాధారణ లక్షణాలు ప్రాణం పోసుకున్నాయి, పదార్థం యొక్క అతి-సన్నని స్ఫటికాల యొక్క ప్రత్యేక నిర్మాణానికి ధన్యవాదాలు — సూర్యరశ్మిని శక్తిగా మార్చడంలో ఇది ఆశ్చర్యకరంగా సమర్థవంతంగా చేస్తుంది.
సౌర ఫలకాలను మరింత సరసమైనదిగా మాత్రమే కాకుండా, గృహాలను శక్తివంతం చేయడంలో మరింత ప్రభావవంతంగా ఉంటుందని ఆలోచించండి. లేదా తక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తున్నప్పుడు ప్రకాశవంతంగా మరియు ఎక్కువసేపు ఉండే LED లైట్లు.
“హలైడ్ పెరోవ్‌స్కైట్‌లు 21వ శతాబ్దపు సెమీకండక్టర్లుగా ప్రశంసించబడుతున్నాయి” అని ఘన-స్థితి భౌతికశాస్త్రంలో నైపుణ్యం కలిగిన గుహా అన్నారు. “గత ఆరు సంవత్సరాలుగా, నా ల్యాబ్ తదుపరి తరం ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలకు స్థిరమైన మూలంగా ఈ పదార్థాలను ఆప్టిమైజ్ చేయడంపై దృష్టి పెట్టింది.”
పదార్థాన్ని రూపొందించడానికి, శాస్త్రవేత్తలు రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ అనే పద్ధతిని ఉపయోగించారు. ఇది దక్షిణాఫ్రికాలోని వెస్ట్రన్ కేప్ విశ్వవిద్యాలయం నుండి క్రిస్ ఆరెండ్సే సహకారంతో గుహా యొక్క పూర్వ గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థులలో ఒకరైన రాండీ బర్న్స్ ద్వారా అభివృద్ధి చేయబడింది మరియు ఆప్టిమైజ్ చేయబడింది. మరియు ఇది స్కేలబుల్ అయినందున, సౌర ఘటాల భారీ ఉత్పత్తికి దీనిని సులభంగా ఉపయోగించవచ్చు.
గుహా బృందం అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్ స్పెక్ట్రోస్కోపీని ఉపయోగించి హాలైడ్ పెరోవ్‌స్కైట్‌ల యొక్క ప్రాథమిక ఆప్టికల్ లక్షణాలను అన్వేషించింది. వివిధ ఎలక్ట్రానిక్ అప్లికేషన్‌ల కోసం మెటీరియల్‌ని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి, బృందం కింగ్‌ను ఆశ్రయించింది.
ప్రధానంగా సేంద్రీయ పదార్థాలతో పనిచేసే కింగ్, ఐస్ లితోగ్రఫీ అనే పద్ధతిని ఉపయోగించారు, ఇది నానోమీటర్ స్కేల్‌లో పదార్థాలను రూపొందించే సామర్థ్యానికి ప్రసిద్ధి చెందింది. ఐస్ లితోగ్రఫీకి పదార్థాన్ని క్రయోజెనిక్ ఉష్ణోగ్రతలకు చల్లబరచడం అవసరం — సాధారణంగా -150°C (-238°F). ఈ అల్ట్రా-కూల్ పద్ధతి ఎలక్ట్రాన్ పుంజం ఉపయోగించి పదార్థం కోసం విభిన్న లక్షణాలను సృష్టించడానికి బృందాన్ని అనుమతించింది.
అతను “నానోమీటర్-స్కేల్ ఉలి”ని ఉపయోగించే పద్ధతిని సమం చేస్తాడు.
“ఈ సన్నని ఫిల్మ్‌లపై క్లిష్టమైన నమూనాలను సృష్టించడం ద్వారా, మేము విభిన్న లక్షణాలు మరియు కార్యాచరణలతో పరికరాలను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు” అని జీవ భౌతిక శాస్త్రంలో నైపుణ్యం కలిగిన కింగ్ చెప్పారు. “ఈ నమూనాలు ఆప్టికల్ ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో బేస్ లేదా ఫౌండేషన్ లేయర్‌ను అభివృద్ధి చేయడానికి సమానం.”
సహకారం ద్వారా విజయం సాధించడం
గుహ మరియు కింగ్ భౌతికశాస్త్రంలోని వివిధ రంగాలలో పనిచేస్తున్నప్పుడు, ఈ సహకారం తమకు మరియు వారి విద్యార్థులకు ప్రయోజనం చేకూర్చిందని వారు చెప్పారు.
“నాకు ఇది ఉత్తేజకరమైనదిగా అనిపిస్తుంది, ఎందుకంటే నా స్వంతంగా, ప్రయోగాత్మకంగా మరియు సిద్ధాంతపరంగా నేను చేయగలిగినవి చాలా మాత్రమే ఉన్నాయి” అని గుహ చెప్పారు. “కానీ మీరు సహకరించినప్పుడు, మీరు పూర్తి చిత్రాన్ని మరియు కొత్త విషయాలను నేర్చుకునే అవకాశాన్ని పొందుతారు. ఉదాహరణకు, గావిన్ ల్యాబ్ జీవసంబంధ పదార్థాలతో పని చేస్తుంది మరియు ఘన-స్థితి భౌతిక శాస్త్రంలో మా పనిని కలపడం ద్వారా, మేము కొత్త అప్లికేషన్‌లను కనుగొంటాము. ఇంతకు ముందు పరిగణించలేదు.”
రాజు అంగీకరిస్తాడు.
“ప్రతిఒక్కరూ ఒక ప్రత్యేకమైన దృక్పథాన్ని తెస్తారు, అదే పని చేస్తుంది” అని కింగ్ చెప్పారు. “మనమందరం ఒకే విధంగా శిక్షణ పొందినట్లయితే, మనమందరం ఒకేలా ఆలోచిస్తాము మరియు అది మనం ఇక్కడ కలిసి చేయగలిగినంత సాధించడానికి అనుమతించదు.”
