通過在光學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中使用激光光譜技術(shù)，克萊姆森大學(xué)的研究人員取得了新的突破，這可能會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備的能量更快，更便宜。 這種使用溶液處理過氧化物的新方法旨在徹底改變各種日常物品，例如太陽能電池，LED，智能手機(jī)和計(jì)算機(jī)芯片的光電探測(cè)器。 溶液處理過氧化物是下一代材料，可用于屋頂?shù)奶柲茈姵匕?，用于醫(yī)學(xué)診斷的X射線檢測(cè)器以及用于日常生活照明的LED。

該研究論文的第一作者研究生Kobbekaduwa說：“過氧化物材料用于諸如太陽能電池和LED的光學(xué)應(yīng)用。經(jīng)過設(shè)計(jì)。“這很重要，因?yàn)榕c目前的硅基太陽能電池相比，它的合成要容易得多。這可以通過溶液處理來完成-在硅中，您必須采用不同的方法，這些方法更昂貴，更耗時(shí)。”這項(xiàng)研究的目的是使材料更高效，更便宜，更容易生產(chǎn)。

研究小組使用的獨(dú)特方法：超快光電流光譜法(其可比大多數(shù)方法具有更高的時(shí)間分辨率)來確定被捕獲載流子的物理性質(zhì)。 在本學(xué)科中，以皮秒為單位的數(shù)據(jù)測(cè)量非常頻繁，即一萬億分之一秒。

“我們使用這種(過氧化物)材料制造設(shè)備，用激光照射它并激發(fā)材料中的電子，” Kobbekaduwa說。“然后使用外部電場產(chǎn)生光電流。通過測(cè)量光電流，我們實(shí)際上可以告訴人們?cè)摬牧系奶匦浴Ｔ谖覀兊陌咐?，我們定義了塌陷狀態(tài)，這是材料中的缺陷。一旦定義了物理性能，研究人員就可以確定缺陷，這最終是材料效率低下的原因。 當(dāng)減少或鈍化缺陷時(shí)，可以提高效率，這對(duì)于太陽能電池和其他設(shè)備至關(guān)重要。

由于材料是通過諸如旋涂或噴墨印刷的固溶工藝生產(chǎn)的，因此引入缺陷的可能性將增加。 低溫工藝比生產(chǎn)純凈材料的超高溫方法便宜。 但是價(jià)格是材料上更多的缺陷。 這兩種技術(shù)之間的平衡意味著可以以更低的成本獲得更高的質(zhì)量和更有效的設(shè)備。

通過向材料發(fā)射激光來確定信號(hào)，例如如何在其中傳播。使用激光照射樣品并收集電流使這項(xiàng)工作成為可能，并且使其與不使用電場的其他實(shí)驗(yàn)有所不同。UPQD團(tuán)隊(duì)的Adhikari說：“通過分析該電流，我們可以看到電子如何移動(dòng)以及它們?nèi)绾螐娜毕葜谐鰜怼?rdquo; 這是可能的，因?yàn)槲覀兊募夹g(shù)涉及超快速的時(shí)間標(biāo)度和電場。 原位設(shè)備。 一旦電子落入缺陷中，使用其他技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的人就無法將其清除。 但是我們可以將其取出，因?yàn)槲覀冇须妶觥?電子在電場下具有電荷，它們可以從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方。 我們可以分析它們?cè)诓牧现袕囊粋€(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)的傳遞。

這種傳輸和材料缺陷對(duì)其的影響將影響這些材料及其使用的設(shè)備的性能。這是學(xué)生在他們的指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下取得的重要發(fā)現(xiàn)的一部分，并且所取得的進(jìn)展將 帶來下一個(gè)重大突破。