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佩罗夫斯基特研究揭开了新的物质

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2021年6月1日的蒙特利尔 - 麦吉尔大学的研究人员尚未发现佩洛斯基特充当半导体的能力的秘密,即使是结构缺陷。在这样做时,他们已经发现了新的物质状态。

由于它们的能力作为材料的晶体结构内的缺陷的存在,因此佩罗夫斯基特在过去十年中已经受到了关注。传统上,半导体需要近乎完美的晶体来有效,这需要超薄(和昂贵且严格)的制造方法。
钙钛矿晶格的变形之后是形成激子“量子滴”。由科林·索尼希森提供。
钙钛矿晶格的变形之后是形成激子'量子降低。'由科林·索尼希森提供。

“从历史上看,人们一直在使用完美的晶体的批量半导体。现在,这种突然间,这种不完善的软晶体开始为半导体应用,从光伏到LED,“McGill化学副教授的高级作者Patanjali Kambhampati说。“这是我们研究的出发点:如何以完美的方式缺陷的事情?”

该工作表明,在颗粒尺寸的颗粒中仅观察到的材料中存在的现象,称为量子限制。在超大颗粒如量子点,以限制电子的运动以使颗粒具有明显不同的性质的方式,形成较大的相同材料的物理尺寸。可以利用这些属性来产生有用的结果,例如以精确的颜色发射光的发射。

使用状态分辨泵/探头光谱学,研究人员表明,散装铯铅溴化物晶体晶体中发生了类似类型的限制。换句话说,他们的实验已经发现了在钙钛矿的碎片上揭开的量子点状行为明显大于量子点。

这项工作建立在研究中,表明Perovskites模糊了固体和液体之间的线;虽然它们看起来是实心的,但它们通常会有一定的特征,这些特征通常是液体的预期,例如能够响应自由电子存​​在而扭曲的原子晶格。Kambhampati drew a comparison to a trampoline absorbing the impact of a rock thrown to its center: Just as the trampoline eventually brings the rock back to a standstill, the distortion of the perovskite’s crystal lattice — a phenomenon known as polaron formation — is understood to have a stabilizing effect on the electron.

然而,蹦床类比表明,与从激发态移动到更稳定的系统的系统逐渐消散,这不是新工作中的情况。来自泵/探针光谱的数据显示相反,极化子形成后的能量总体上升。

“提出了能量的事实显示了一种新的量子机械效果,kambhampati说。

他解释说,在电子的尺寸规模中,蹦床中的岩石是一个激子,当处于激发状态时,带有空间的空间的束缚对。

“极化子确实是什么将所有内容限制在空间明确定义的区域中。我们团队能够表现出的一件事是,极化子与激子混合,以形成Quantum Dot的内容,“Kambhampati说。“从某种意义上说,它就像一个液体圆点,这是我们称之为量子滴的东西。我们希望探索这些量子滴的行为将引发更好地了解如何拓展耐缺陷的光电子材料。“

该研究发表在物理评论研究www.doi.org/10.1103/physrevresearch.3.023147.)。

photonics.com.
2021年6月
词汇表
激子
晶体中的孔和电子的移动,电中性,激发条件。一个例子是弱束缚的电子空穴对。当这样的一对重新组合时,通过将电子“落下”进入孔,所屈服的能量是通过该对的结合能降低的带隙。
量子
可以将波浪能量分成的最小量。量子与波的频率成比例。见光子。
量子点
也称为QD。半导体材料的纳米晶体,在外部光源激发时荧光,主要是在狭窄的可见和近红外区域中;它们通常用作有机染料的替代品。
研究与技术 材料 极子 极子 激子 量子 量子点 量子点 量子限制 麦吉尔 麦吉尔大学 Patanjali Kambhampati. 光谱学 事情 物质的状态

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