纳米技术的飞跃培育特殊微晶体打造更出色的设备
在《先进材料》杂志上发表的一篇论文中，印度浦那 IISER 物理系的 Atikur Rahman 博士的研究小组与合作者报告了一种生长特殊晶体 CsPbBr 3纳米片的新方法。
这些晶体的优异性能使其成为光电探测器和电子设备的有希望的候选材料。这项工作的合作者包括来自 IISER Pune 的 Pavan Kumar 教授、来自 IISER Mohali 的 Goutam Sheet 博士和来自美国布鲁克海文国家实验室的 Sooyeon Hwang 博士的研究小组。
CsPbBr 3是一种具有出色光电特性的材料。这意味着它可以与光相互作用，这对于太阳能电池、发光二极管(LED) 和探测器等设备非常有用。这些晶体在高温下很稳定，因此耐用且可靠。
然而，到目前为止，科学家们一直难以培育出具有铁电特性和超低暗电流的大型高质量 CsPbBr 3晶体。这限制了 CsPbBr 3晶体在可利用其独特性能的新技术中的应用，例如光开关、超灵敏探测器和先进太阳能电池。
在这篇论文中，研究小组开发了一种新方法，利用一种称为溶剂热合成的工艺在接近室温的温度下生长这些晶体。该技术涉及使用一种特殊溶液来溶解形成晶体所需的材料。
“这种方法最令人兴奋的方面之一是，用这种方法生长的晶体表现出铁电特性，”拉赫曼博士的博士生、这项研究的第一作者 Gokul Anilkumar 说。
铁电材料具有维持电极化的特殊能力，通过施加电场可以逆转电极化。这使得它们在各种先进技术中非常有用。
研究人员使用了多种先进的技术，例如二次谐波产生(一种测试晶体是否能够产生新的光频率的方法)和压电响应力显微镜(一种测量晶体对电场的机械响应的技术)来确认晶体确实是铁电的。
通过制作微型设备，研究人员测试了晶体的电导率，发现它们在中允许非常低的电流流动，这意味着它们可以检测到非常低的光或辐射水平。这些设备的灵敏度比传统的硅光电探测器高 100 倍。
领导这项合作研究的 Atikur Rahman 博士在谈到这项进展的潜在应用时表示：“能够生长出高质量的 CsPbBr 3微晶体是材料科学向前迈出的重要一步。它为开发下一代光电设备铺平了道路，例如更高效的 LED 和用于光和 X 射线或其他辐射的超灵敏传感器，这可能会改变我们使用和产生能源的方式。”