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  技术动态    
三卤钙钛矿纳米晶体为制备光电子器件提供新途径
作者:cmh        来源:国防科技信息网 
日期:2017-12-16    阅读次数:270
副标题:

       光子微腔耦合可显著提高泵浦效率,但是尚未使用纳米晶体实现。       
       美国马里兰大学和瑞士苏黎世联邦理工学院演示了一种将溶液合成的三溴化铯 (CsPbBr3) 钙钛矿纳米晶体与氮化硅(SiN)光子微腔耦合的简单方法。与仅采用钙钛矿的光辐射能量相比,该方法产生的室温光辐射能量提高了一个数量级。研究成果发表在《应用物理快报》。       
       研究人员说:“我们的工作表明,采用光子微腔可以增强胶体钙钛矿纳米晶体的自发辐射能力。我们的研究成果为制备低能耗、小尺寸、紧凑片上光源提供了新途径。”       
       为了将纳米晶体与光子微腔耦合,首先,研究人员将在甲苯溶液中制成的钙钛矿纳米晶体,旋涂在氮化硅微腔。然后,采用脉冲激光器作为泵浦源,使纳米晶体辐射出光子。       
       与制备外延材料相比,采用溶液法制备胶体量子发射器需在现有衬底上生长晶体覆盖层。然而,可以更容易地在不同种类晶片上使用溶剂直接沉积胶体纳米晶体。       
       类似的钙钛矿材料在光伏设备中具有广泛的应用前景,并且钙钛矿材料展现出的许多性质使其成为制备光发射器件的潜在候选者。       
       纳米晶体具有低密度缺陷,可捕获载流子,能产生非常低的非辐射衰减率和在室温下高的光致发光效率。       
       采用外延材料制备的发射器辐射波长范围通常不能有效覆盖可见光光谱,尤其是蓝-绿波长。此次研制的发射器辐射波长为 510 纳米(绿光)。       
       该工作的最大挑战是,优化位于微腔表面的晶体的密度。晶体密度不能太大,否则将对微腔产生不良影响或者导致非均匀性。       
       与单独的发射器相比,耦合的纳米晶体和纳米微腔的辐射亮度提高了 10 倍。与钙钛矿在没有图案的表面相比,微腔中的自发辐射率增加了 2.9 倍,也表明光子辐射效率增加了近 3 倍。       
       该成果对光电子学来说是一个福音,利用电子材料光子的量子效应建立光链路, 不会受到因受热等条件而使电子器件效率降低的影响。光电子器件具有更快的处理速度和更宽的信号带宽,未来可用于量子计算和量子通信网络。      

    
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