單一混合鹵化物鈣鈦礦晶體的掃描共聚焦顯微鏡圖片顯示，發(fā)射光包括混合(綠色)和分離(紅色)區(qū)域。
熒光圖像同時(shí)記錄下了兩個(gè)單獨(dú)的波長(zhǎng)區(qū)域。左圖為540~570 nm處的熒光發(fā)射，右圖為660~690 nm處的熒光發(fā)射。
金屬鹵化物鈣鈦礦是一類重要的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料。這類材料為高效太陽(yáng)能光伏發(fā)電、光發(fā)射裝置和快速X射線探測(cè)器的制造提供了廉價(jià)、靈活的選擇。
雖然鈣鈦礦材料在過(guò)去的十年中發(fā)展迅速，但仍存在一些阻礙其廣泛應(yīng)用的問(wèn)題——如：光誘導(dǎo)相分離。在這種情況下，光照會(huì)破壞鹵化物鈣鈦礦中“精心配比”的元素組成，從而導(dǎo)致材料帶隙失穩(wěn)及光波干擾，影響電荷載體傳導(dǎo)并降低器件效率。
《自然 材料》雜志當(dāng)?shù)貢r(shí)間10月19日?qǐng)?bào)道，澳大利亞莫納什大學(xué)、澳大利亞研究理事會(huì)(ARC)激子科學(xué)卓越中心和悉尼大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了抑制光誘導(dǎo)相分離的方法：用高強(qiáng)度光抵消低強(qiáng)度光造成的破壞。借助這種方法，研究人員能夠?qū)崿F(xiàn)材料帶隙的主動(dòng)控制。
墨爾本大學(xué)的Christopher Hall博士和莫納什大學(xué)的Wenxin Mao博士無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了這一方法。在悉尼大學(xué)Stefano Bernardi博士的協(xié)助下，Christopher等通過(guò)計(jì)算建模更好地理解了該方案。
Stefano解釋說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)激發(fā)強(qiáng)度增加時(shí)，離子晶格中的局部應(yīng)變(造成分離的根本原因)開(kāi)始融合，然后局部形變就消失了。在一個(gè)正常的晴天，光照強(qiáng)度不高，這時(shí)局部形變依然存在。但如果你利用太陽(yáng)能聚光器將激發(fā)波長(zhǎng)提高到閾值以上，分離現(xiàn)象就消失了。”
這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于太陽(yáng)能電池意義重大——研究人員現(xiàn)在能夠保證鹵化物鈣鈦礦材料的元素組成不被破壞，使其在暴露于陽(yáng)光下時(shí)也能保持穩(wěn)定。
Christopher說(shuō)：“很多研究人員嘗試以抑制光誘導(dǎo)紊亂的方式來(lái)解決分離問(wèn)題，比如說(shuō)改變材料的組成或尺寸。我們展示的方法使材料在需要場(chǎng)合得以利用。作為太陽(yáng)能電池，我們需要的正是讓更多的光線聚焦于它。”
Wenxin Mao表示：“更令人興奮的是，我們或許可以利用光快速切換帶隙的能力，將鈣鈦礦應(yīng)用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。”
目前相關(guān)基礎(chǔ)性工作已經(jīng)完成，下一步是將其應(yīng)用于設(shè)備中。
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