利用ODPL光譜學探測晶體獨特的電子性質。
日本科學家發現了一種檢測晶體半導體效率的新方法。該團隊首次使用了一種特殊的光致發光光譜法來表徵半導體，這是一種檢測光的方法。發射的光能被用來作為晶體質量的指標。這種方法可能會在更高效的發光二極管(led)和太陽能電池上達到頂峰。此外，它還可能帶來電子領域的其他一些進步。
這項研究發表在2019年7月31日的APL Materials雜誌上，涉及到一種名為鹵化鉛鈣鈦礦的晶體——一種結構獨特、對太陽能電池性能有效的材料。這種晶體由一種有機物質和一種無機物質聯鎖而成。鈣鈦礦是一種應用廣泛的半導體材料。它們比標準的商用太陽能電池更有效、更容易、更便宜。
此外，這些有前途的晶體還可能導致新的電子顯示器、傳感器和其他由光激活的設備，從而以更低的成本為光電子產品製造商帶來更高的效率。此外，這些晶體具有收集太陽能的潛力。大多數太陽能電池是由硅晶體制成的，硅晶體是一種相對簡單而有效的加工材料。然而，基於鈣鈦礦的設備可能比硅提供更高的轉換效率。
通訊作者、日本東北大學副教授Kazunobu Kojima說:“為了進一步開發基於鈣鈦礦的設備，有必要定量評估高質量鈣鈦礦晶體的絕對效率，而不必假設任何預定義的物理模型是特別重要的。”“我們的方法是新的和獨特的，因為以前的方法依賴於依賴於光致發光模型分析的效率估計。”
理解光致發光對於設計控制、產生或檢測光的設備(包括太陽能電池、led和光傳感器)非常重要。到目前為止，這些探測主要依靠理論模型來預測鈣鈦礦基半導體的效率。在這項研究中，作者實施了一項他們在2016年提出的技術，稱為全向光致發光光譜或“ODPL光譜”。該程序是一種非接觸、無損的方法，從各個方向探測晶體的電子結構，使他們能夠輕鬆、快速地量化晶體的性質。
下一個重要的步驟是實現ODPL光譜研究不同類型的鈣鈦礦材料。這可能會導致對晶體半導體和更有效的半導體的更好的理解。未來的研究將集中在提高晶體效率和確保它在所有材料領域的統一。
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