Los científicos de la Universidad de Missouri están descubriendo los secretos de las perovskitas de haluro, un material preparado para remodelar nuestro futuro acercándonos a una nueva era de optoelectrónica energéticamente eficiente.
Sochi Guha y Gavin King, dos profesores de física en la Facultad de Artes y Ciencias de Mizzou, están estudiando materiales a nanoescala: un lugar donde los objetos no se pueden ver a simple vista. En este nivel, las propiedades inusuales de las perovskitas de haluro cobran vida, gracias a la estructura cristalina ultrafina única del material, lo que lo hace sorprendentemente eficiente a la hora de convertir la luz solar en energía.
Piense en los paneles solares que no sólo son más asequibles sino también más eficientes para alimentar los hogares. O luces LED que son más brillantes y duran más y consumen menos energía.
“Las perovskitas de haluro están siendo aclamadas como los semiconductores del siglo XXI”, afirmó Guha, que se especializa en física del estado sólido. “Durante los últimos seis años, mi laboratorio se ha centrado en optimizar estos materiales como fuente sostenible para la próxima generación de dispositivos optoelectrónicos”.
Para crear el material, los científicos utilizaron un método de deposición química de vapor. Fue desarrollado y mejorado por uno de los antiguos estudiantes de posgrado de Guha, Randy Burns, en colaboración con Chris Arendse de la Universidad de Western Cape en Sudáfrica. Y como es escalable, puede utilizarse fácilmente para la producción en masa de células solares.
El equipo de Guha exploró las propiedades ópticas fundamentales de las perovskitas de haluro mediante espectroscopía láser ultrarrápida. Para optimizar el material para diversas aplicaciones electrónicas, el equipo recurrió a King.
King, que trabaja principalmente con materiales orgánicos, utilizó un método llamado litografía de hielo, conocido por su capacidad para fabricar materiales a escala nanométrica. La litografía con hielo requiere enfriar el material a temperaturas criogénicas, generalmente inferiores a -150 °C (-238 °F). Este método ultrafrío permite al equipo crear distintas propiedades para materiales utilizando haces de electrones.
Describe el método como equivalente al uso de un “cincel de escala nanométrica”.
“Al crear patrones complejos en estas películas delgadas, podemos crear dispositivos con propiedades y funciones específicas”, dijo King, que se especializa en biofísica. “Estos patrones son análogos al desarrollo de la capa base o central en optoelectrónica”.
Encontrar el éxito a través de la colaboración
Guha y King trabajan en diferentes áreas de la física y dicen que la colaboración los ha beneficiado tanto a ellos como a sus estudiantes.
“Lo encuentro emocionante porque, como yo, empírica y teóricamente, hay mucho que puedo hacer”, dijo Guha. “Pero cuando colaboras, obtienes una visión completa y la oportunidad de aprender cosas nuevas. Por ejemplo, el laboratorio de Gavin trabaja con materiales biológicos y se superpone con nuestro trabajo en física del estado sólido. Al hacerlo, estamos descubriendo nuevas aplicaciones. que no habíamos considerado antes.”
El rey está de acuerdo.
“Todos aportan una perspectiva única, que es lo que hace que todo funcione”, dijo King. “Si todos fuéramos entrenados de la misma manera, todos pensaríamos igual y eso no nos permitiría lograr todo lo que podemos juntos aquí”.
