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美国伯克利实验室发现可调谐的卤化物钙钛矿将开辟新一代的光电设备

2017-06-29 252浏览 标签: 光电钙钛矿
美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(Berkeley Lab)的科学家表明卤化物钙钛矿半导体能够以小至500 nm的分辨率从单个纳米线发射多种明亮的颜色,且材料的颜色在可见光的全部范围内是可调谐的。


 

图 单个纳米线发射出不同的颜色 (图片来源:美国伯克利国家实验室)


研究人员指出卤化物钙钛矿中的晶格是通过离子键而不是共价键结合在一起的。伯克利实验室材料科学部首席研究员、资深科学家杨培东教授说:“使用无机卤化物钙钛矿,我们可以很容易地在保持材料单晶性质的同时将阴离子交换到离子键中。这就使我们能够轻松地重新配置材料的结构和组成,也是卤化物钙钛矿被认为是柔性晶格半导体的原因。而共价键的键能较强,需要更多的能量来改变。我们的研究基本表明这种柔性半导体的任何组成部分几乎都可以改变。”在这种情况下,研究人员通过采用与阴离子交换相结合的常见纳米制备技术,将经过测试的卤化铯铅钙钛矿进行卤素离子交换,得到碘化铯铅(CsPbI3)、溴化铯铅(CsPbBr3)和氯化铯铅(CsPbCl3)钙钛矿,而每种转变都发射出了不同的颜色。


研究人员认为用于处理这类柔性、离子键合半导体的化学溶液处理技术比制造传统胶体半导体的方法要简单得多,他们正在继续改进这些柔性半导体的分辨率,并将其集成到电路中。这项研究成果对依靠传统半导体纳米晶体发光的量子点显示器来说是一个明显的挑战,也可能对光电工程、太阳能光伏、纳米激光和超灵敏光电探测器等新应用的发展产生影响。

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