晶體是原子，分子或離子的結(jié)構(gòu)，它們以在所有方向上重復(fù)的結(jié)構(gòu)排列。我們?cè)谌粘Ｉ钪卸加龅竭^(guò)一些水晶：例如普通的鹽，鉆石甚至雪花。可能不太為人所熟知的是，當(dāng)某些晶體的尺寸不是我們?nèi)粘Ｉ畹某叽缍羌{米尺度(幾十億分之一米)時(shí)，某些晶體顯示出非常有趣的特性。在那里，我們進(jìn)入了納米晶體的世界，這些結(jié)構(gòu)在微小規(guī)模的構(gòu)建技術(shù)應(yīng)用中非常有用。

鈣鈦礦-后19名為日世紀(jì)俄國(guó)礦物學(xué)家列夫·佩羅維斯基-形成都有著相同的晶體結(jié)構(gòu)的納米晶體的特殊家庭。在納米尺度下，這些鈣鈦礦具有許多所需的電子特性，使得它們可用于構(gòu)造例如LED，電視屏幕，太陽(yáng)能電池和激光器。因此，在過(guò)去幾年中，鈣鈦礦納米晶體已被物理學(xué)家廣泛研究。

載波乘法

迄今為止尚未顯示出鈣鈦礦中存在的性質(zhì)是載流子倍增。當(dāng)納米晶體 - 例如在太陽(yáng)能電池中 - 將光能轉(zhuǎn)換為電能時(shí)，通常一次只做一個(gè)粒子：?jiǎn)蝹€(gè)光子產(chǎn)生單個(gè)激發(fā)電子(和相應(yīng)的“空穴”，電子曾經(jīng)是)可以攜帶電流。然而，在某些材料中，如果足夠的能量充足，則可以激發(fā)更多的電子 - 空穴對(duì);正是這個(gè)過(guò)程被稱為載波乘法。

當(dāng)載波倍增發(fā)生時(shí)，從光到電的轉(zhuǎn)換可以變得更加有效。例如，在普通的太陽(yáng)能電池中，對(duì)于能夠以這種方式轉(zhuǎn)換的能量的量存在理論上的限制(所謂的Shockley-Queisser限制)：最多只有30%的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄β省Ｈ欢陲@示載流子倍增效應(yīng)的材料中，已經(jīng)獲得高達(dá)44%的效率。

博士

這使得在鈣鈦礦中尋找載流子倍增效應(yīng)變得非常有趣，而這恰恰是博士。Chris de Weerd和博士。來(lái)自光電材料集團(tuán)的Leyre Gomez教授領(lǐng)導(dǎo)。Tom Gregorkiewicz與教授組合作。Yasufumi Fujiwara和他們?cè)谥▏?guó)立AIST研究所和代爾夫特理工大學(xué)的同事們的支持現(xiàn)在已經(jīng)完成了。使用光譜學(xué)方法 - 研究材料在用閃光燈短暫照射后產(chǎn)生的輻射頻率 - 研究人員表明，用銫，鉛和碘制成的鈣鈦礦納米晶體確實(shí)顯示出載體倍增。此外，他們認(rèn)為這種影響的效率高于迄今為止所報(bào)告的任何其他材料的效率;

De Weerd上周根據(jù)這項(xiàng)研究和其他研究成功辯護(hù)了她的博士論文，他說(shuō)：“到目前為止，鈣鈦礦的載體倍增尚未見(jiàn)報(bào)道。我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)它對(duì)即將推出的材料有很大的根本影響。例如，這表明鈣鈦礦可用于構(gòu)建非常有效的光電探測(cè)器，并且未來(lái)可能用于制造太陽(yáng)能電池。“