Исследователи обнаружили, что воздействие фемтосекундного лазерного излучения на теллуровое стекло приводит к образованию полупроводниковых нанокристаллов, что открывает возможность преобразования стекла в поверхность, генерирующую энергию, используя только свет. Что происходит, когда теллуровое стекло подвергается воздействию фемтосекундного лазера? Гёзден Торун из лаборатории Галатеи, работающая с учёными Токийского технологического института, попыталась ответить на этот вопрос в своей дипломной работе, и её открытие однажды может превратить окна в устройства, собирающие и воспринимающие свет из одного материала. Результаты ее исследования были опубликованы в PRApplied.

Используя фемтосекундные лазеры для травления полупроводниковых узоров, теллуровое стекло становится «прозрачным» коллектором световой энергии. Источник: EPFL/Лиза Акерманн.

Ученые, интересующиеся тем, как атомы в теллуровом стекле реорганизуются при облучении быстрыми импульсами высокоэнергетических фемтосекундных лазеров, наткнулись на образование наноразмерных кристаллов теллура и оксида теллура, двух полупроводниковых материалов, выгравированных на стекле, где оно освещалось. Именно тогда ученые открыли чудесный момент: полупроводниковые материалы могут генерировать электричество под воздействием солнечного света.

«Теллур — это полупроводник, и на основе этого открытия мы задались вопросом, можно ли будет написать на поверхности теллурового стекла долговечные узоры, которые могли бы надежно индуцировать электрический ток при освещении светом, и ответ был утвердительным», — объясняет Ив Беллуар, руководитель лаборатории EPFL Galatea. «Интересная особенность этой технологии заключается в том, что в процессе не требуется никаких дополнительных материалов. Для создания активных фотопроводящих материалов необходимы только теллуровое стекло и фемтосекундный лазер».

Команда EPFL использовала теллуровое стекло, произведенное коллегами из Токийского технологического института, модифицировала стекло, используя свой опыт в области фемтосекундных лазерных технологий, и проанализировала эффекты лазера. Освещая простой узор из линий на поверхности теллурового стекла диаметром 1 сантиметр, Торун обнаружил, что оно может генерировать электрический ток под воздействием ультрафиолетового и видимого света, и что ток может длиться месяцами.

«Это удивительно: мы используем свет, чтобы превратить стекло в полупроводник», — сказал Ив-Беруар. «По сути, мы превращаем материал во что-то другое, возможно, близкое к мечте алхимика!» — сказал Ив-Беруар. "