Ученые из Университета ИТМО и Академического университета имени Ж.И. Алферова РАН разработали покрытие, с помощью которого обычное стекло можно превратить в «умную» поверхность. Предполагается, что технология будет востребована для создания экранов дополненной реальности, снабжающих пользователей дополнительной информацией о происходящем вокруг. Также новые покрытия позволят преобразовывать солнечную энергию в электричество. Результаты исследования опубликованы в журнале Laser & Photonics Reviews.

Разработка исследователей представляет собой тонкую пленку из галогенидных перовскитов, полупроводниковых материалов, обладающих выдающимися оптическими и электронными свойствами. Перовскитные пленки экономичны в получении. Их используют для создания светодиодов и солнечных батарей, превосходящих по КПД многие традиционные технологии.

«Перовскитные пленки уже успешно используют в производстве светодиодов. Мы же хотим сделать из этих пленок покрытия, которые были бы перспективны для создания экрана дополненной реальности. Они должны быть достаточно прозрачными, чтобы человеку было комфортно смотреть сквозь них. При этом необходимо, чтобы они излучали свет для выведения на поверхность нужной информации», — рассказывает главный научный сотрудник Нового физтеха Университета ИТМО Сергей Макаров.

Ученым удалось создать такую поверхность, которая пропускает очень много света, практически не отражая его. Также было важно сохранить полезные свойства пленок, но так, чтобы человек, глядя через них, не ощущал визуальный «барьер» перед глазами. Чтобы снизить коэффициент отражения, ученые модифицировали пленки, превратив их в метаповерхность, которая иначе взаимодействует со светом. Для этого они создали на поверхности пленки определенный узор из наночастиц. «Узор» с нанометровой точностью нанесли, используя ионную нанолитографию. Однако, когда ученые применяли этот метод, в местах обработки получались темные выжженные области, несмотря на то что материала оставалось довольно много, при воздействии ультрафиолетом он переставал люминесцировать. Исследователи решили эту проблему постобработкой парами спиртового раствора соли. Этот способ помог довольно быстро восстановить свойства материала: увеличить эффективность его люминесценции, снизив коэффициент отражения.

Ученым удалось найти геометрические параметры, при которых наночастицы перовскита могут взаимодействовать со светом в широком диапазоне спектра. При этом большая часть энергии проходит по направлению падения света. Оставшаяся часть поглощается в перовските, преобразуясь в энергию фотолюминесценции. Таким образом получается высокопропускающая антибликовая метаповерхность с активными свойствами. Теперь исследователи планируют интегрировать разработку в оптоэлектронные устройства.