«Умные» кристаллы перовскита меняют форму под светом и возвращаются обратно

Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе обнаружили необычное свойство у материалов класса перовскитов: их кристаллы обратимо меняют форму под воздействием света. Открытие, описанное в журнале Advanced Materials, может привести к созданию нового поколения светоуправляемой электроники.

Перовскиты — это полупроводники, но они сильно отличаются от традиционных кремния или арсенида галлия. Их можно производить из смеси органических и неорганических компонентов, что часто делает их дешевле. Как объяснила профессор Марина Лейте, старший автор работы, это «умные материалы», которые можно настроить на контролируемый отклик на стимул.

«Когда на него светят, в решётке происходит драматическое изменение — уникальный феномен, которого вы не увидите у кремния или арсенида галлия», — сказала Лейте.

В экспериментах аспирантка Манша Дуби направляла лазерный свет на кристаллы перовскита, выращенные в ETH Zurich, и с помощью рентгеновских измерений наблюдала быстрые сдвиги в атомной решётке. После выключения света структура мгновенно возвращалась в исходное состояние, и цикл можно было повторять многократно.

Сила изменения формы зависит от состава кристалла, а также от цвета и интенсивности света.

«Это не бинарный эффект "включено/выключено"; это может быть градуированный отклик, как у диммера, в зависимости от того, каким светом вы его освещаете», — отметила Лейте.

Эта способность к точному, обратимому управлению формой с помощью света открывает путь к созданию новых типов устройств, например, датчиков или приводов, активируемых светом вместо электричества. Исследование поддержано Агентством перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) и Национальным научным фондом США.