超亮高效發(fā)光器件有了新突破口 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新型半導(dǎo)體納米晶體
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】隨著人們對節(jié)能環(huán)保、高效照明和顯示的需求不斷增加，超亮高效發(fā)光器件展現(xiàn)出了廣闊的市場前景。特別是在照明、顯示、通訊等領(lǐng)域，超亮高效發(fā)光器件被寄予厚望，圍繞該領(lǐng)域展開的技術(shù)攻克與新材料研發(fā)工作也在持續(xù)推進(jìn)。而就在近日，一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)有望成為超亮高效發(fā)光器件的重要突破口，推動(dòng)光電子領(lǐng)域迎來重大進(jìn)步。
據(jù)悉，美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室(NRL)和瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一類具有明亮基態(tài)激子的新型半導(dǎo)體納米晶體。而這種晶體對于超亮高效發(fā)光器件的開發(fā)或許能夠起到關(guān)鍵性幫助。
在過去很長一段時(shí)間里，激光器或發(fā)光二極管(LED)的性能都受限于暗激子——納米晶體內(nèi)能量最低的激子，暗激子的存在減緩了光的發(fā)射速率。也正因如此，解決暗激子難題成為了該領(lǐng)域的一個(gè)重點(diǎn)研究對象。而美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室的研究人員則換了一個(gè)角度來思考問題——嘗試尋找激子能級(jí)順序顛倒的新材料，讓原本處于最低能量的暗激子“變成”明亮的激子。
為此，研究團(tuán)隊(duì)通過理論建模結(jié)果在開源材料數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行篩選，得到了50個(gè)潛在目標(biāo)，并在進(jìn)一步計(jì)算分析后，得到了28種具有明亮激子的納米材料。而在隨后的驗(yàn)證中，有至少4種的納米晶體擁有明亮的基態(tài)激子，能夠滿足研究團(tuán)隊(duì)設(shè)想的“激子能級(jí)順序顛倒”的情況。這些材料不僅僅解決了暗激子難題，還可以發(fā)出從紅外到紫外的廣譜光，展示出了暗激子的巨大應(yīng)用潛力。
目前，部分材料正在NRL作為納米科學(xué)研究所計(jì)劃的一部分進(jìn)行生長，旨在明確展示實(shí)驗(yàn)室中的明亮激子行為。而這一發(fā)現(xiàn)有望激勵(lì)廣大納米材料社區(qū)投身于明亮激子納米結(jié)構(gòu)的研究，推動(dòng)該領(lǐng)域的快速發(fā)展。此外，相關(guān)的研究成果也已經(jīng)發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會(huì)·納米》雜志，感興趣的讀者可以查閱學(xué)習(xí)。
相信隨著研究的不斷深入，它能夠從根本上解決現(xiàn)有LED、太陽能電池和光電探測器存在的短板，從而開辟出新的發(fā)展模式，為開發(fā)超亮、高效的發(fā)光設(shè)備、激光器和其他技術(shù)鋪平了道路，進(jìn)一步改變我們的生活。
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