海德堡大學(xué)物理化學(xué)研究所的Felix Deschler教授和博士研究小組生產(chǎn)了一種半導(dǎo)體,該半導(dǎo)體可以有效地產(chǎn)生光,同時(shí)還能賦予光旋轉(zhuǎn)。研究人員表示,手性鈣鈦礦材料具有巨大的技術(shù)潛力,可用于光電子、電信和信息處理領(lǐng)域。
產(chǎn)生明亮的圓偏振光長(zhǎng)期以來(lái)一直是材料科學(xué)的目標(biāo)。人們認(rèn)為,同時(shí)實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的手性(光在給定方向上的旋轉(zhuǎn))和高光致發(fā)光量子效率(PLQE)是極其困難的。PLQE值反映了材料的發(fā)光能力。無(wú)機(jī)半導(dǎo)體可以產(chǎn)生高水平的亮度,但通常具有較低的光偏振度。相比之下,有機(jī)分子半導(dǎo)體確實(shí)具有高偏振性,但其亮度通常受到黑暗條件造成的損失的限制。迄今為止,還缺乏一種真正將無(wú)機(jī)半導(dǎo)體的高發(fā)光量子效率和有機(jī)分子系統(tǒng)的強(qiáng)手性結(jié)合起來(lái)的材料。
為了同時(shí)獲得所需的亮度和高偏振度,海德堡研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種具有層狀結(jié)構(gòu)的混合金屬鹵化物鈣鈦礦半導(dǎo)體。作為混合成分,科學(xué)家們將定制的手性有機(jī)分子集成到鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中。使用芳香環(huán)中具有適當(dāng)位置的鹵素原子的芳香小分子,形成了獨(dú)特的手性鈣鈦礦,其結(jié)構(gòu)標(biāo)識(shí)為R/S-3BrMBA2PbI4。海德堡大學(xué)博士生劉尚普表示,如此顯著地改變結(jié)構(gòu)但仍保持良好材料性能的能力強(qiáng)調(diào)了鈣鈦礦材料容忍晶體結(jié)構(gòu)變形的能力。
手性 3BrMBA2PbI4 鈣鈦礦由于其嚴(yán)重變形的晶體結(jié)構(gòu),即使在室溫下也比其他材料具有更高程度的圓偏振發(fā)光。研究人員利用先進(jìn)的超快激光光譜研究,能夠破譯這種獨(dú)特光產(chǎn)生的機(jī)制。發(fā)現(xiàn)的偏振和亮度值超過(guò)了以前使用的手性半導(dǎo)體的已知值。
此外,研究人員還能夠證明這些新材料對(duì)于依賴(lài)圓偏振光的用途非常有前景。他們使用這些組件創(chuàng)建了光探測(cè)器,可以跟蹤和區(qū)分入射光的手性。除了在光探測(cè)器上的應(yīng)用,研究小組還創(chuàng)造了發(fā)光二極管,其通過(guò)電力來(lái)產(chǎn)生光。
這項(xiàng)研究是 Deschler 教授的 ERC 起始資助項(xiàng)目的一部分,題為“扭曲鈣鈦礦——高發(fā)光金屬鹵化物鈣鈦礦中自旋和手性的控制”,其研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
光學(xué)應(yīng)用中的爆款光束質(zhì)量分析儀
初識(shí)這款驚艷的產(chǎn)品
光束質(zhì)量分析儀可實(shí)現(xiàn)激光光斑檢測(cè)及測(cè)試應(yīng)用,為客戶(hù)提供定制光束質(zhì)量分析一體化設(shè)計(jì)解決方案,并支持多應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
通過(guò)光束分析裝置一體化設(shè)計(jì),配套衰減方案設(shè)計(jì),支持實(shí)時(shí)曝光及增益調(diào)節(jié)。
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(點(diǎn)擊可以查看大圖) 方便實(shí)用的軟件設(shè)計(jì)
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原文標(biāo)題:海德堡研究所開(kāi)發(fā)出新型有機(jī)-無(wú)機(jī)半導(dǎo)體可產(chǎn)生圓偏振光
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