研究人员找到了一种实现智能玻璃的方法

俄罗斯圣彼得堡国立信息技术机械与光学大学(ITMO)的研究人员创造了一种可以将普通玻璃变成智能表面的表面。这项技术可用于AR屏幕的生产，为用户提供有关周围发生的事情的附加信息。这种只能面也能将太阳能转化为电能。这项研究已发表在《激光与光子学评论Laser & Photonics Reviews》上。

研究人员的创新解决方案是基于卤化物钙钛矿的薄膜，这是一种具有非凡光学和电子性能的半导体材料。这些薄膜生产成本低廉，用于制造LED和太阳能电池，其效率系数超过传统技术。该项目中使用的钙钛矿可以传输大约一半的人眼分辨光。但是，它们反射太多的光，这对它们的透明度有负面影响。

研究人员的创新解决方案是基于卤化物钙钛矿的薄膜，这是一种具有非凡光学和电子性能的半导体材料。

“钙钛矿薄膜已成功应用于LED生产。我们想用这些薄膜来制作可能用于AR屏幕的表面。它们必须足够透明，以便用户能够舒服地浏览它们。同时，他们必须发射光来在屏幕上显示必要的信息，”ITMO物理与工程学院的首席研究员Sergey Makarov解释道。

最初，钙钛矿薄膜的反射系数为30%，这意味着它们不能传输进入其中的光的三分之一左右。来自ITMO物理与工程学院的研究人员与俄罗斯科学院圣彼得堡国立研究学术大学的合作者们创造了一个能够尽可能多地传输光而几乎不反射任何光的表面。保护表面的可用特性也是至关重要的，这样用户透过表面看时，不会觉得眼前有障碍物。

为了降低反射系数，研究人员不得不对薄膜进行改性，使其成为一个亚表面。他们不得不从薄膜上去除一层钙钛矿，在其上蚀刻出某种图案的纳米颗粒。这样，曲面与光的交互作用就不同了。该图案是用离子纳米光刻技术以纳米精度创建的。

“当我们的同事应用这些方法来制造纳米结构时，他们注意到超表面的暴露区域变黑和烧焦。尽管应用了很多材料，但在紫外线的激发下，它并不发光。为了解决这个问题，我们将醇盐溶液蒸汽应用于钙钛矿表面，这使得我们能够快速恢复材料的性能。例如，我们通过这种方法增加了它的发光强度，降低了它的反射系数，”物理与工程学院的博士生Tatiana Liashenko解释说。

根据该论文的第一作者ksenia Baryshnikova的说法，研究人员能够确定钙钛矿纳米颗粒在太阳光谱范围内与光相互作用的几何参数。

“因此，大部分能量都是沿着光的方向运动的。其余部分被钙钛矿吸收并转化为光致发光。结果，我们得到了一个高度透明的具有活性的抗反射亚表面。我们现在正计划将我们的解决方案应用到光电设备中，”Baryshnikova总结道。

原文链接：https://phys.org/news/2020-11-glass-smart-surfaces.html