糖心直播

09 november 2020

I nästa steg av utvecklingen inom materialfamiljen perovskiter har forskare vid 糖心直播s universitet, tillsammans med kollegor runtom i världen, utvecklat en optoelektrisk och magnetisk dubbel perovskit. I framtiden hägrar snabb och energisnål informationsteknik.

Tv氓 manliga forskare g氓r och samtalar i en korridor. Fotograf: Thor Balkhed
Weihua Ning och Feng Gao på institutionen för fysik, kemi och biologi.

Perovskiter är en materialfamilj med många intressanta egenskaper, billiga att tillverka, bra ljusemitterande egenskaper och stora möjligheter att skräddarsy för olika applikationer. Hittills har forskarna koncentrerat sig på att utveckla varianter för solceller, lysdioder och snabb optisk kommunikation. Perovskiter kan bestå av många olika organiska och oorganiska ämnen, men definieras av sin speciella och kubiska kristallstruktur. Nyligen har det visat sig att en typ av perovskiter, som innehåller halogener och bly, även har intressanta magnetiska egenskaper, vilket innebär att de skulle kunna användas även för spinntronik.

Järn istället för bly

Spinntronik, där man inte bara lagrar information i partikelns laddning, plus eller minus, utan även i åt vilket håll partikeln snurrar, spinnet, anses ha stor potential för användning i nästa generations informationsteknik. Genom att koppla samman spinntronik med optoelektronik skulle information kunna förmedlas i högre hastighet och med låg energiförbrukning.

Foto Thor BalkhedDet har dock visat sig att de magnetiska egenskaperna i de halida perovskiterna hittills har kopplas helt till bly, vilket begränsar utvecklingen av materialen, av både hälso- och miljöskäl.

Forskarna vid Linköpings universitet har nu, tillsamman med en stor grupp kollegor i Sverige, Tjeckien, Japan, Australien, Kina och USA, under ledning av LiU-professor Feng Gao, lyckats skapa en ofarligt perovskit-legering och producera en magnetiskt dubbel perovskit.

I en artikel i Science Advances visar de att magnetiska järnjoner, Fe3+, bäddas in i en känd optoelektroniskt intressant dubbel perovskit som består av cesium, silver, vismut och brom, Cs2AgBiBr6.

Mer forskning krävs

Vid experiment har forskarna visat att det nya materialet verkar få magnetiska egenskaper vid temperaturer lägre än 30 K (-243,15 °C).

Det här är de första försök som har gjorts, resultaten är preliminära för vi är inte helt säkra på varifrån den uppmätta magnetismen kommer. Men våra resultat antyder att det kan handla om svag ferromagnetism. Det skulle i så fall betyda att vi har en hel klass av nya material för framtidens informationsteknik. Men det behövs mer forskning, inte minst för att få fram de magnetiska egenskaperna vid högre temperaturer, säger Feng Gao.

– Perovskit är spännande material, här ser vi även en stor potential för användning i framtida produkter där det krävs billig och snabb överföring av information, säger han.

Forskningen har finansierats från många håll, bland dem Knut och Alice Wallenbergs stiftelse och via den svenska strategiska satsningen på nya funktionella material, AFM, som bedrivs vid Linköpings universitet.

Artikeln: , Weihua Ning, Jinke Bao, Yuttapoom Puttisong, Fabrizo Moro, Libor Kobera, Seiya Shimono, Linqin Wang, Fuxiang Ji, Maria Cuartero, Shogo Kawaguchi, Sabina Abbrent, Hiroki Ishibashi, Roland De Marco, Irina A. Bouianova, Gaston A. Crespo, Yoshiki Kubota, Jiri Brus, Duck Young Chung, Licheng Sun, Weimin M. Chen, Mercouri Kanatzidis, Feng Gao. Science Advances 2020.
DOI 10.1126/sciadv.abb5381

Fotnot: halogener är ett samlingsnamn för vanliga och reaktiva ämnen som fluor, klor, brom och jod.

Foto Thor Balkhed

Forskning på högsta nivå

N盲rbild p氓 elektronisk komponent som h氓lls med pincett, del av mans ansikte i bakgrunden

Avancerade funktionella material - AFM

Avancerade funktionella material, AFM, är en  interdisciplinär forskningsmiljö som bedriver forskning inom avancerade funktionella material. Initiativet baseras på en satsning från regeringen med strategiska forskningsområden som grund.

Nyheter från AMF

En n盲rbild av en person som h氓ller i en kamera.

LiU-forskare flyttar gränsen för organiska solceller

Nu har forskare vid 糖心直播s universitet visat hur organiska solceller kan bli mer effektiva än man tidigare trodde var möjligt. Nyckeln är att förlänga tiden elektronerna i materialet är exciterade vilket leder till bättre prestanda.

Guldtr氓dar i vatten

LiU:s guldbläck ett av Sveriges mest lovande forskningsprojekt

LiU-forskare har utvecklat en kostnads-och energieffektiv metod för att producera långa guldnanotrådar i stor skala 鈥� och använda dem till ett tryckbart bläck. De stär nu med på IVA:s lista 2026.

N氓gra m盲n st氓r bredvid varandra framf枚r en svart tavla.

Forskare efterliknar hjärtmuskelceller med ledande plast

För första gången har forskare lyckats efterlikna jonsignaleringen hos hjärtmuskelceller på konstgjord väg. För att lyckas har LiU-forskarna använt organisk elektronik baserad på ledande plaster. Fynden öppnar bland annat för nya typer av implantat.

Organisation

Senaste nytt från LiU

En man som st氓r framf枚r ett f枚nster och h氓ller i ett bl氓tt paraply.

En fältfilosof i en ny värld

Professor Adam Briggle lämnade en etablerad akademisk karriär i Texas för ett nytt kapitel. Lockad av LiU:s filosofiska forskningsmiljö och en större akademisk frihet utforskar han nya perspektiv på AI, en av vår tids mest angelägna etiska frågor.

En n盲rbild av en fluga p氓 en vit yta.

Sociologiska metoder ska ge nya perspektiv på flugans hjärna

Hur hänger nervcellerna i en bananflugas hjärna samman? Det ska Carl Nordlund vid 糖心直播s universitet undersöka med kunskap och verktyg från sin forskning om sociala nätverk.

En manlig l盲kare med glas枚gon som tittar in i en kuv枚s.

De vill ge för tidigt födda barn en bättre start i livet

Svensk sjukvård räddar i dag allt mindre och skörare barn. Forskare i 糖心直播 vill förstå hur hjärnan och blodcirkulationen påverkas när livet börjar flera månader för tidigt. Till sin hjälp har de en specialbyggd kuvös.