Perovskite “Game Changer” Dapat Mendeteksi Sinar Rentang Energi Tinggi

Pertumbuhan tinggi kristal 3,8 kg CH3NH3PbBr3 di LPMC untuk deteksi sinar gamma energi tinggi. Kubus Rubik berikutnya mengatur skala. Kredit: László Forró (EPFL). Kredit: László Forró (EPFL)

Perovskit adalah bahan yang terdiri dari senyawa organik yang terikat pada logam. Didorong di garis depan penelitian material karena struktur dan propertinya, perovskit ditujukan untuk berbagai aplikasi, termasuk di sel surya, lampu LED, laser, dan detektor foto.

Aplikasi terakhir, deteksi foto atau cahaya, sangat menarik bagi para ilmuwan di Sekolah Ilmu Pengetahuan Dasar EPFL yang telah mengembangkan perovskit yang dapat mendeteksi sinar gamma. Dipimpin oleh laboratorium profesor Lászlo Forró dan Andreas Pautz, para peneliti mempublikasikan pekerjaan mereka di Ilmu Pengetahuan Lanjut.

“Kristal perovskit fotovoltaik ini, yang tumbuh hingga ukuran kilogram ini, adalah pengubah permainan,” kata Forró. “Anda dapat memotong wafer, seperti silikon, untuk aplikasi optoelektronik, dan, dalam makalah ini, kami mendemonstrasikan kegunaannya dalam deteksi sinar gamma.”

Pantau sinar gamma

Sinar gamma adalah jenis radiasi elektromagnetik tembus yang dihasilkan oleh peluruhan radioaktif inti atom, misalnya, dalam ledakan nuklir atau bahkan dalam supernova. Sinar gamma berada di ujung yang lebih pendek dari spektrum elektromagnetik, yang berarti mereka memiliki frekuensi dan energi tertinggi. Karena itu, mereka dapat menembus hampir semua bahan, dan banyak digunakan dalam keamanan rumah, astronomi, industri, pembangkit listrik tenaga nuklir, pemantauan lingkungan, penelitian, dan bahkan pengobatan, untuk mendeteksi dan memantau tumor dan osteoporosis.

Tetapi karena sinar gamma dapat mempengaruhi jaringan biologis, kita harus dapat mengawasinya. Untuk melakukan ini, kami memerlukan detektor sinar gamma yang sederhana, andal, dan ekonomis. Perovskit yang dikembangkan oleh para ilmuwan EPFL didasarkan pada kristal timbal methylammonium tribromide (MAPbBr3) dan tampaknya menjadi kandidat yang ideal, memenuhi semua persyaratan ini.

Keuntungan yang sangat jelas

Perovskit pertama-tama “ditanam” sebagai kristal, dan kualitas serta kejernihan kristal menentukan efisiensi material saat diubah menjadi film tipis yang dapat digunakan pada perangkat seperti panel surya.

Kristal perovskit yang dibuat oleh para ilmuwan EPFL menunjukkan kejernihan tinggi dengan pengotor yang sangat rendah. Ketika mereka menguji sinar gamma pada kristal, mereka menemukan bahwa mereka menghasilkan pembawa foto dengan “produk mobilitas seumur hidup” yang tinggi, yang merupakan ukuran kualitas detektor radiasi. Singkatnya, perovskit dapat secara efektif mendeteksi sinar gamma pada suhu kamar hanya dengan mengukur resistivitas.

Sintesis yang lebih murah dapat diskalakan

Bagian MAPbBr3 dari keluarga “halida logam” dari perovskit, yaitu, tidak seperti kristal terkemuka di pasaran, kristal mereka dapat ditanam dari bahan mentah yang melimpah dan murah. Sintesis berlangsung dalam larutan yang mendekati suhu kamar tanpa memerlukan peralatan yang mahal.

Tentu saja, ini bukan perovskit pertama yang dibuat untuk mendeteksi sinar gamma. Tetapi volume perovskit iodida logam yang ditanam di laboratorium terbatas pada sekitar 1,2 ml, yang hampir tidak dapat diukur pada tingkat komersial. Namun, tim EPFL juga mengembangkan metode unik yang disebut “tumpang sari berorientasi kristal kristal” yang memungkinkan mereka membuat satu liter kristal dengan berat total 3,8 kg.

“Secara pribadi, saya bersenang-senang mengerjakan batas-batas umum fisika benda terkondensasi, kimia dan fisika reaktor, dan melihat bahwa kolaborasi ini dapat mengarah pada aplikasi penting bagi masyarakat kita,” katanya. kata Pavao Andričevic, penulis utama.

Referensi: “Kristalogenesis dalam skala kilogram halida perovskit untuk mengukur laju sinar gamma” oleh Pavao Andričević, Pavel Frajtag, Vincent Pierre Lamirand, Andreas Pautz, Márton Kollár, Bálint Náfrádi, Andrzej Sienkiewicz, Tonko Gar u 9 Desember 2020 Ilmu Pengetahuan Lanjut.
DOI: 10.1002 / advs.202001882

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Topan Super Surigae menyulut Pasifik

19 April 2021 Topan super mencapai intensitas ekstrem setahun lebih banyak daripada badai era satelit mana pun. Surigae tidak akan mendarat, tetapi topan yang muncul di...

Mekanisme fotoenzim kunci yang diuraikan

Kesan artis tentang katalisis enzimatik yang diusulkan dalam mekanisme fotodekarboksilase asam lemak (Sains 2021). Kredit: Damien Sorigué Pengoperasian enzim FAP, yang berguna untuk memproduksi...

DOE Mendorong Investasi A.S. yang Agresif dalam Energy Fusion

Sinar laser energi tinggi NIF berkumpul di target di tengah kamera target. Keberhasilan mendapatkan penyalaan fusi akan menjadi langkah maju yang besar dalam...

Fisikawan menciptakan bit kuantum yang dapat mencari materi gelap

Sebuah qubit (persegi panjang kecil) dipasang pada tingkat kebiruan, yang berada di atas jari untuk menunjukkan skala. Ilmuwan di Farmland Universitas Chicago menggunakan...

Ahli paleontologi memperkirakan bahwa 2,5 miliar T. rex menjelajahi Bumi selama periode Kapur

Untuk semua mereka yang terlambatKapur Menurut sebuah studi baru, jumlah total tyrannosaurus yang pernah hidup di Bumi adalah sekitar 2,5 miliar individu, di mana...

Newsletter

Subscribe to stay updated.