研究人员对钙钛矿有新认识 助力生产高效，更便宜的太阳能电池

　　麦吉尔大学的研究人员对钙钛矿的工作有了新的见解。钙钛矿是一种半导体材料，具有制造高效率，低成本太阳能电池以及一系列其他光学和电子设备的广阔前景。

　　钙钛矿在过去十年中引起了人们的注意，因为即使材料的晶体结构存在缺陷，它们也可以充当半导体。钙钛矿的特殊性在于，要使大多数其他半导体正常工作，就需要严格且昂贵的制造技术来生产尽可能无缺陷的晶体。麦吉尔团队在发现钙钛矿如何实现这一新方法的奥秘方面迈出了一步，这等于发现了一种新的物质状态。

　　从历史上看，人们一直在使用完美晶体的体半导体。现在，突然之间，这种不完美的软晶体开始在从光伏到LED的半导体应用中起作用，资深作者PatanjaliKambhampati解释说。这就是我们研究的出发点：有缺陷的东西如何以完美的方式工作?

　　钙钛矿晶体晶格的变形之后，形成激子“量子滴”。

　　量子点，但不是我们所知道的

　　在5月26日于《物理评论研究》上发表的一篇论文中，研究人员发现，在整体钙钛矿晶体中发生了一种称为量子限制的现象。到目前为止，仅在几纳米大小的颗粒中观察到了量子限制-平板电视成名的量子点就是一个备受赞誉的例子。当粒子如此小时，它们的物理尺寸会以某种方式限制电子的移动，从而赋予粒子与相同材料的较大块截然不同的特性-可以微调特性以产生有用的效果，例如发射光。精确的颜色。

　　研究人员使用状态分解泵浦/探针光谱学技术发现，在块状溴化铯铯钙钛矿晶体中会发生类似的限制。换句话说，他们的实验发现了钙钛矿片中明显大于量子点的类量子点行为。

　　令人惊讶的结果导致意外发现

　　这项工作建立在较早的研究基础之上，该研究确定钙钛矿虽然在肉眼看来是固体物质，但具有某些通常与液体有关的特征。这种液固二元性的核心是原子晶格，该晶格能够响应自由电子的存在而变形。Kambhampati与蹦床进行了比较，该蹦床吸收了扔入其中心的岩石的冲击力。正如蹦床最终使岩石停滞不前一样，钙钛矿晶格的扭曲(一种称为极化子形成的现象)被认为对电子具有稳定作用。

　　虽然蹦床的类比暗示了能量的逐渐消散与系统从激发态返回到更稳定态的过程一致，但泵浦/探针光谱数据实际上却相反。令研究人员惊讶的是，他们的测量结果显示，极化子形成后能量整体增加。

　　Kambhampati说，提高了能量的事实表明了新的量子力学效应，就像量子点一样，量子局限。他解释说，在电子的尺度上，蹦床中的岩石是一个激子，一个原子的束缚配对。电子及其处于激发态时留下的空间。

　　极化子的作用是将一切限制在一个空间明确的区域内。我们小组能够证明的一件事是，极化子与激子混合形成看起来像量子点的物质。从某种意义上讲，它就像一个量子点。液体量子点，我们称之为量子滴。我们希望探索这些量子滴的行为将使人们对如何设计耐缺陷的光电材料有更好的了解。

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