Группа ученых под руководством профессора Виктора Бруса в коллаборации с группами профессора Энни Нг (Annie Ng) и Марата Кайканова создали новые высоко-эффективные и стойкие в экстремальных радиационных условиях перовскитные солнечные фотодиоды. Полученные образцы созданы в рамках выполнения проекта, стартовавшего в январе 2022-го года при финансовой грантовой поддержке Назрабаев Университета.
Полученные в результате проведенных исследований результаты раскрывают влияние импульсного (150 нс) протонного облучения с энергией 170 кэВ с различными накопленными флюенсами на высокоэффективные многокомпонентные перовскитные фотодиоды Cs0.04Rb0.04(FA0.65MA0.35)0.92Pb(I0.85Br0.14Cl0.01)3 посредством всестороннего изучения и сравнения всех фотодиодных характеристик исходных и облученных устройств. Используемый в исследованиях многокомпонентный гибридный перовскит представляет собой современный фотоактивный материал.
Результаты исследования продемонстрировали исключительную долговечность перовскитных фотодиодов, которые сохраняли свою высокую эффективность и стабильность даже после воздействия чрезвычайно высоких уровней радиации. Исследователи также наблюдали минимальную деградацию параметров устройств, что указывает на их потенциал для применения в условиях интенсивного радиационного излучения.
Повышенная радиационная стойкость фотодиодов экспериментально проверена на импульсном сильноточном ускорителе ионов i-NURA, расположенном в НУ.
i-NURA генерирует так называемый мощный ионный пучок (МИП). МИП широко используются для отжига приповерхностного слоя объемных материалов. Но i-NURA была модифицирована для обработки наноматериалов, в том числе для исследования радиационной стойкости современных тонкопленочных фотоактивных материалов. Стоит отметить, что импульсная мощность пучка составляет более 100 МВт, а общая потребляемая мощность ускорителя i-NURA составляет всего около 10 кВт. Еще одной важной особенностью ускорителя i-NURA является отсутствие какого-либо излучения за пределами вакуумной камеры, в которой находятся образцы.
Результаты исследования были недавно опубликованы в престижном международном журнале с высоким импакт-фактором Advanced Optical Materials и отмечены на обложке журнала cover image.
Ученые продолжат работу над совершенствованием оптоэлектронных устройств на основе перовскитов, используя ряд различных типов новых полупроводниковых материалов и структур для разработки радиационно-стойких оптоэлектронных и фотоэлектрических устройств следующего поколения.
