La plupart des technologies d'aujourd'hui dans l'énergie solaire, télécommunications et micropuces est construit à l'aide de matériaux à base de silicium. Cependant, dans les années récentes, une nouvelle famille de matériaux semi-conducteurs, pérovskites, a fait irruption sur la scène, promettant de nouvelles et meilleures technologies. Les propriétés de ces matériaux rivalisent avec de nombreuses options commerciales bien établies, tout en restant beaucoup moins cher et plus facile à faire.

La pérovskite est le nom général d'un matériau constitué de trois composants chimiques A, B et X, disposés dans une structure cristalline moléculaire spécifique ABX 3 . L'une de ces pérovskites actuellement étudiée par les chercheurs est l'iodure de plomb formamidinium [HC(NH 2 ) 2 PbI 3 ou FAPbI 3 ], qui détient le record du monde de performance pour une cellule solaire à base de pérovskite, rivalisant avec ceux à base de silicone.

Des défis importants, cependant, restent à résoudre concernant la stabilité des cristaux de pérovskite dans des conditions réelles. À température ambiante, par exemple, FAPbI 3 s'arrange dans la phase delta de couleur jaune, avec peu de valeur pratique pour les applications technologiques. Mais lorsqu'il est chauffé au-dessus de 150°C, le matériau se réorganise en une structure noire différente, appelé l'état alpha, avant de revenir à la phase delta après quelques jours en conditions ambiantes. C'est cet état alpha sombre de FAPbI 3 c'est le plus intéressant pour les chercheurs et la technologie. Jusque récemment, les chercheurs ont tenté d'accéder à l'état alpha à haute température en chauffant le matériau et en le stabilisant à température ambiante à l'aide de traitements de surface et chimiques.

Les chercheurs de la KU Leuven du Roeffaers Lab et du groupe Hofkens ont découvert un nouveau moyen plus simple de créer la pérovskite sombre en phase alpha recherchée. Ils ont utilisé l'écriture laser directe (lumière laser intense réglée) pour chauffer localement la surface de la pérovskite, le faisant passer de l'état delta inutile à l'état alpha hautement souhaitable. Par ailleurs, ils ont également constaté que le matériel restait maintenant dans cet état pendant plusieurs semaines, même à température ambiante, sans autre besoin d'un traitement stabilisant. Les scientifiques de la KU Leuven ont en outre réussi à utiliser le faisceau laser pour micro-fabriquer rapidement des motifs complexes du FAPbI sombre 3 Etat.

Les chercheurs ont récemment publié leur découverte dans la revue à fort impact sur les nanotechnologies ACS Nano (Steele et al. 2017).

"Ces résultats sont un grand pas en avant dans l'adaptation locale de la structure, électrique, et les propriétés optiques d'une nouvelle classe importante de matériaux et offre une possibilité de fabriquer des dispositifs optiques personnalisés, le tout à la demande."