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據(jù)外媒報(bào)道，一個(gè)國際研究小組開發(fā)了一種新技術(shù)，可用于制造更有效的低成本發(fā)光材料，這些材料具有柔性，并可使用噴墨技術(shù)進(jìn)行打印。由劍橋大學(xué)和慕尼黑工業(yè)大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究人員發(fā)現(xiàn)，通過將一種材料的每1000個(gè)原子中的一個(gè)換成另一個(gè)，他們能夠?qū)⒁环N被稱為鹵化物鈣鈦礦的新材料類發(fā)光體的發(fā)光能力提高兩倍。
這種“原子互換”，或者說摻雜，導(dǎo)致電荷載流子卡在材料晶體結(jié)構(gòu)的一個(gè)特定部分，在那里它們重新結(jié)合并發(fā)光！睹绹瘜W(xué)會(huì)志》報(bào)道的這一結(jié)果可能對(duì)低成本的可打印和柔性的LED照明、智能手機(jī)的顯示屏或廉價(jià)激光器很有用。
許多日常應(yīng)用現(xiàn)在都使用LED，如家庭和商業(yè)照明、電視屏幕、智能手機(jī)和筆記本電腦。LED的主要優(yōu)點(diǎn)是它們的能源消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于舊技術(shù)。最終，我們通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行的全球通信也是由來自非常明亮的光源的光信號(hào)驅(qū)動(dòng)的，這些光源在光纖內(nèi)以光速在全球范圍內(nèi)傳輸信息。
該團(tuán)隊(duì)研究了一類新的半導(dǎo)體，稱為鹵化物鈣鈦礦，其形式為納米晶體，其厚度僅為人類頭發(fā)的萬分之一。這些“量子點(diǎn)”是高度發(fā)光的材料：第一臺(tái)含有量子點(diǎn)的高亮度QLED電視最近上市了。
劍橋大學(xué)的研究人員與哈佛大學(xué)的Daniel Congreve小組合作，后者是制造量子點(diǎn)的專家，現(xiàn)在已經(jīng)大大改善了這些納米晶體的發(fā)光效果。他們將每1000個(gè)原子中的一個(gè)換成另一個(gè)--將鉛換成錳離子--并發(fā)現(xiàn)量子點(diǎn)的發(fā)光能力提高了兩倍。
使用激光光譜學(xué)的詳細(xì)調(diào)查揭示了這一觀察結(jié)果的來源。該研究的第一作者、劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的Sascha Feldmann說：“我們發(fā)現(xiàn)電荷在我們摻入的晶體區(qū)域聚集在一起。一旦定位，這些高能電荷就能彼此相遇并重新結(jié)合，以一種非常有效的方式發(fā)出光。”
研究高級(jí)作者Felix Deschler說：“我們希望這一引人入勝的發(fā)現(xiàn)：即使是化學(xué)成分的最小變化也能大大增強(qiáng)材料的特性，這將為在不久的將來實(shí)現(xiàn)廉價(jià)和超亮的LED顯示屏和激光器鋪平道路，”他是卡文迪許實(shí)驗(yàn)室和慕尼黑工業(yè)大學(xué)Walter Schottky研究所的共同成員。
在未來，研究人員希望能找到更有效的摻雜物，這將有助于使這些前沿的光技術(shù)能夠被世界上的每一個(gè)地方所接受。
(原標(biāo)題：科學(xué)家開發(fā)“原子交換”新技術(shù) 可用于制造更有效的低成本發(fā)光材料)
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