นักวิทยาศาสตร์ลงลึกเพื่อหาคุณสมบัติของเพอร์รอฟสไกต์
โดย:
Q
[IP: 37.46.115.xxx]
เมื่อ: 2023-04-10 16:55:32
นักวิทยาศาสตร์ที่นำโดยมหาวิทยาลัยไรซ์และห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอาลามอสได้ค้นพบคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ในอุปกรณ์ระดับควอนตัมที่มีแนวโน้มที่จะส่งผลกระทบต่อสาขาออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้เพอรอฟสไกต์ต้นทุนต่ำที่กำลังเติบโตในเอกสาร Nature Communicationsแบบเปิดนักวิจัยที่นำโดยนักวิทยาศาสตร์จาก Los Alamos Aditya Mohite และ Jean-Christophe Blancon ซึ่งทั้งคู่จะเข้าร่วมกับ Rice ในฤดูร้อนนี้ ได้ศึกษาพฤติกรรมของ excitons ที่ติดอยู่ในหลุมควอนตัมที่ทำจากสารประกอบ perovskite ที่เป็นผลึกและเฮไลด์ เป็นผลให้พวกเขาสามารถสร้างสเกลที่ห้องปฏิบัติการสามารถกำหนดพลังงานยึดเกาะของ excitons และโครงสร้างช่องว่างของแถบในหลุมควอนตัม perovskite ที่มีความหนาเท่าใดก็ได้ สิ่งนี้สามารถช่วยในการออกแบบพื้นฐานของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ยุคหน้า บาร์โค้ด อุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ควอนตัม Perovskite แปลงและควบคุมแสงในระดับควอนตัม ปฏิกิริยาที่ต่ำกว่า 100 นาโนเมตร ซึ่งเป็นไปตามกฎที่แตกต่างจากที่กำหนดโดยกลศาสตร์คลาสสิก เซลล์แสงอาทิตย์ที่เปลี่ยนแสงเป็นไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ เช่นเดียวกับอุปกรณ์ที่เปลี่ยนไฟฟ้าเป็นแสง รวมถึงไดโอดเปล่งแสง (LED) และเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีอยู่ทั่วไปซึ่งให้พลังงานแก่เครื่องอ่านบาร์โค้ด เครื่องพิมพ์เลเซอร์ เครื่องเล่นดิสก์ และเทคโนโลยีอื่นๆ นักวิจัยกล่าวว่าขั้นตอนใด ๆ ในการเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดจะมีผลกระทบอย่างกว้างขวาง excitons ที่ศูนย์กลางของการวิจัยของพวกเขาคือ quasiparticles ที่เป็นกลางทางไฟฟ้าที่มีอยู่เฉพาะเมื่ออิเล็กตรอนและหลุมอิเล็กตรอนจับตัวกันในของแข็งที่เป็นฉนวนหรือสารกึ่งตัวนำ เช่น บ่อควอนตัมที่ใช้ดักจับอนุภาคเพื่อการศึกษา หลุมควอนตัมที่ใช้ในการศึกษาถูกสังเคราะห์ขึ้นโดยห้องปฏิบัติการของนักเคมี Mercouri Kanatzidis และ Mohite Lab ของมหาวิทยาลัย Northwestern University พวกมันขึ้นอยู่กับสารประกอบเพอรอฟสไคต์ที่มีโครงสร้างเป็นชั้นเฉพาะที่เรียกว่า Riddlesden-Popper phase (RPP) วัสดุประเภทนี้มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าและแม่เหล็กที่ไม่เหมือนใคร และพบการใช้งานในแบตเตอรี่โลหะ-อากาศ "การทำความเข้าใจธรรมชาติของ excitons และการสร้างกฎมาตราส่วนทั่วไปสำหรับพลังงานที่จับ exciton เป็นขั้นตอนพื้นฐานแรกที่จำเป็นสำหรับการออกแบบอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ใดๆ เช่น เซลล์แสงอาทิตย์ เลเซอร์ หรือเครื่องตรวจจับ" Mohite ผู้ซึ่งจะกลายเป็นรองศาสตราจารย์ของ วิศวกรรมเคมีและชีวโมเลกุลที่ไรซ์ ก่อนหน้านี้ นักวิจัยค้นพบว่าพวกเขาสามารถปรับการสั่นพ้องของ excitons และพาหะอิสระภายในชั้น perovskite ของ RPP ได้โดยการเปลี่ยนความหนาของอะตอม ซึ่งดูเหมือนจะทำให้มวลของ excitons เปลี่ยนไป แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถวัดปรากฏการณ์ดังกล่าวได้จนถึงตอนนี้ "ความแตกต่างของความหนาของเซมิคอนดักเตอร์เหล่านี้ทำให้เรามีความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับฟิสิกส์กึ่งมิติกึ่งกลางระหว่างวัสดุ 2 มิติชั้นเดียวและวัสดุ 3 มิติ" ผู้เขียนนำ Blancon ซึ่งปัจจุบันเป็นนักวิทยาศาสตร์การวิจัยที่ Los Alamos กล่าว "เราประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกในวัสดุที่ไม่ใช่วัสดุสังเคราะห์"
- ความคิดเห็น
- Facebook Comments
