Silvia Cernea Clark, Rays Universiteti

Robert Egan tərəfindən redaktə edilmişdir

 Redaktorların qeydləriUltra güclü birləşmə rejimində perovskit-nanoslot hibrid sistemi. Kredit: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63810-7

Kristal bərk cisimlərdəki atomlar bəzən bir səslə titrəyərək fononlar kimi tanınan fövqəladə hadisələrə səbəb olur. Bu kollektiv vibrasiyalar istilik və enerjinin materiallar vasitəsilə hərəkət sürətini təyin etdiyi üçün günəş batareyaları və LED-lər kimi işığı tutan və ya yayan cihazlarda mərkəzi rol oynayırlar.

Rays Universitetinin tədqiqatçıları və əməkdaşlarından ibarət qrup qurğuşun halidi perovskitin nazik təbəqələrində iki fərqli fononun işıqla o qədər güclü qarşılıqlı əlaqədə olmasının bir yolunu tapıblar ki, onlar maddənin tamamilə yeni hibrid hallarına birləşirlər. Nature Communications -da dərc edilən bir araşdırmada bildirilən tapıntı , perovskit materiallarının enerjini necə yığdığına və nəql etdiyinə nəzarət etmək üçün güclü yeni bir qolu təmin edə bilər .

Halid perovskit kristallarında fononlarla qarşılıqlı əlaqədə olmaq üçün terahertz diapazonunda xüsusi bir işıq tezliyi əldə etmək üçün tədqiqatçılar nazik qızıl qatına nanoölçülü yuvalar düzəltdilər – hər biri yapışqan sarğı vərəqindən min dəfə nazikdir. Yuvalar işıq üçün kiçik metal tələlər kimi fəaliyyət göstərərək onun tezliyini fononların tezliyinə uyğunlaşdırdı və beləliklə, “ultragüclü birləşmə” kimi tanınan güclü qarşılıqlı əlaqə formasına səbəb oldu.

Tədqiqatın ilk müəllifi olan Rays doktorantı Dasom Kim, “Bizim məlumatımıza görə, bu, perovskit nazik filmdə iki fononun ultragüclü birləşmə rejiminə tək mühəndis terahertz rezonansı ilə daxil olduğu ilk otaq temperaturu nümayişidir” dedi.Oyna

01:0101:16SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Təsiri tənzimləmək üçün tədqiqatçılar yeddi müxtəlif ölçülü nanoslotlar hazırlayıblar: Daha uzun yuvalar aşağı tezlikli işığı, daha qısa olanlar isə daha yüksək tezlikləri tuturdu. Məqsəd məhdud işıq tezliyini perovskit materialının vibrasiya tezliklərinə dəqiq uyğunlaşdırmaq idi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1759307253&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-09-nanoscale-slots-enable-room-temperature.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4yMDgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjIwOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMjA4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1759307238268&bpp=1&bdt=187&idt=839&shv=r20250929&mjsv=m202509240101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1759307002%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1759307002%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D87e2ccb6da8adec8%3AT%3D1751372215%3ART%3D1759307002%3AS%3DAA-AfjZUvMhCDRLD_DCppu51g7Xx&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6568653893417&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=5&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2488&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31094693%2C31094915%2C31094918%2C42531644%2C95370627%2C95372357%2C95372729%2C31094909%2C95368093&oid=2&pvsid=4515778275847955&tmod=1799667998&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=15651

“Biz bir terahertz rezonansını tənzimləmək üçün yeddi bir qədər fərqli uzunluqda nanoölçülü slot massivləri hazırladıq və üstünə perovskit nazik filmləri yerləşdirdik” dedi Kim. “Yuva həndəsəsinin dizaynı bizə yüksək güclü lazer impulsları və ya həcmli kristallardan istifadə etmədən işıq və perovskit fononları arasında qarşılıqlı əlaqəni formalaşdırmağa imkan verdi.”

Bunun nəticəsi fonon-polaritonlar kimi tanınan üç fərqli hibrid kvant vəziyyətinin görünüşü idi, hər biri vibrasiya və işığın yeni qarışığıdır.

“Birləşmə nisbəti otaq temperaturunda fonon tezliyinin təxminən 30% -ə çatdı” dedi Kim.Dasom Kim. Kredit: Jorge Vidal/Rays Universiteti

Xarici hərəkətverici amillərə müraciət etmədən çoxsaylı kvant rejimləri arasında belə güclü, ekzotik qarşılıqlı əlaqə yaratmaq bacarığı optoelektronikada enerji axınının idarə edilməsinin yeni yollarına qapı açır.

Eksperimental nəticələr ədədi simulyasiyalar və nəzəri kvant modeli ilə təsdiqləndi ki, bu da tədqiqatçılara faktiki birləşmə güclərini hesablamağa və iki fonon rejiminin həqiqətən də ultra güclü birləşmə rejimində işlədiyini təsdiq etməyə imkan verdi.

“Nanofabrikasiya və perovskit plyonka keyfiyyətindəki irəliləyişlər bu rejimə etibarlı şəkildə çatmağı mümkün etdi” dedi Kim.

Mühəndislik üzrə Karl F. Hasselmann Professor, elektrik və kompüter mühəndisliyi və material elmləri və nanomühəndislik professoru və tədqiqatın müvafiq müəllifi Junichiro Kono, “Bu, işıq yığımı və işıq emissiyası üçün əhəmiyyətli olan proseslərə təsir etmək, potensial olaraq performansı yaxşılaşdırmaq və enerji itkilərini azaltmaq üçün yumşaq, cihaza uyğun bir yol təqdim edir” dedi.

“Bu nəticəni fərqləndirən odur ki, biz nanoölçülü mühiti diqqətlə dizayn etməklə, ekstremal şərait olmadan tamamilə yeni fonon davranışını aşkar edə bilmişik ” deyə Raysdakı Smalley-Curl İnstitutunun direktoru vəzifəsində çalışan Kono əlavə edib.

Daha çox məlumat: Ultra güclü birləşmə rejimində qurğuşun-halid perovskitlərində çox rejimli fonon-polaritonlar, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63810-7 . www.nature.com/articles/s41467-025-63810-7

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

Rays Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir