Une avancée de l'Université Monash pourrait ouvrir la voie à des lasers et à d'autres technologies basées sur la lumière-plus rapides, plus petites et plus économes en énergie. Les ingénieurs ont développé un nouveau type de matériau pérovskite disposé en un « supercristal » ordonné. Dans cette structure, de minuscules paquets d’énergie appelés excitons travaillent ensemble plutôt qu’individuellement, permettant au matériau d’amplifier la lumière beaucoup plus efficacement. Les résultats, publiés dansAvis sur les lasers et photoniques, pourrait avoir des applications dans les communications, les capteurs et l’informatique, améliorant les performances des appareils qui dépendent de la lumière, tels que les capteurs des véhicules autonomes, l’imagerie médicale ou l’électronique.
L'auteur correspondant, le professeur Jacek Jasieniak de Monash Materials Science and Engineering, a souligné le potentiel de dispositifs optiques plus rapides et plus économes en énergie. "Ce qui est passionnant ici, c'est que nous ne modifions pas le matériau lui-même, mais la façon dont il est organisé. En assemblant des nanocristaux en un supercristal ordonné, les excitations créées par la lumière peuvent coopérer plutôt que rivaliser, ce qui permet à la lumière d'être amplifiée beaucoup plus efficacement", a déclaré le professeur Jasieniak.
Le Dr Manoj Sharma, qui a dirigé les travaux expérimentaux à Monash, a déclaré que leur approche avait révélé de nouvelles possibilités dans les assemblages de nanocristaux. "En assemblant des nanocristaux dans un supercristal hautement ordonné, nous montrons que le gain optique n'est plus limité par des biexcitons à particules uniques, qui sont inefficaces et sujets aux pertes d'énergie, mais résulte plutôt d'interactions excitoniques collectives dans l'ensemble de la structure", a déclaré le Dr Sharma.
Les pérovskites ont attiré l'attention ces dernières années pour les cellules solaires, les LED, les lasers, les photodétecteurs et autres dispositifs optoélectroniques, car ils sont faciles à fabriquer, réglables et très efficaces.
Les travaux mettent en évidence comment l'ingénierie de la structure des matériaux, et pas seulement la chimie, peut améliorer considérablement les performances, illustrant comment la recherche fondamentale sur les matériaux peut ouvrir des opportunités pratiques à long terme.
