莫纳什大学开发有序钙钛矿“超晶体”,或提升激光器光放大效率

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莫纳什大学研究团队公布一项钙钛矿材料进展,称其可能为更快、更小、更节能的激光器及其他光学技术提供新的材料路径。该团队将钙钛矿纳米晶体组装为高度有序的“超晶体”结构,使光激发产生的激子在结构内以集体方式协同作用,从而提升材料对光的放大效率。相关研究发表在《激光与光子学评论》(Laser & Photonics Reviews)。

莫纳什大学材料科学与工程系通讯作者Jacek Jasieniak教授表示,这一结果的关键在于改变材料的组织方式而非材料本身的化学组成。他指出,通过将纳米晶体组装成有序超晶体,激子在产生后能够“协同而非竞争”,从而显著提高光放大效率。

负责莫纳什实验工作的Manoj Sharma博士称,该方法展示了纳米晶体组装在光学增益方面的另一种可能性。Sharma表示,在该超晶体结构中,光学增益不再主要受限于单个粒子的双激子过程;双激子机制效率较低且更易发生能量损失,而该研究所示的增益来源于整个结构中激子的集体相互作用。

研究团队同时提到,近年来钙钛矿材料因制造相对简便、可调性强且效率较高,已在太阳能电池、发光二极管、激光器、光电探测器等光电子器件方向受到关注。

研究人员表示,这项工作强调了通过工程化材料结构、而非仅依赖改变化学成分,也可能带来显著性能提升,并为通信、传感器与计算等依赖光的应用场景提供潜在支撑,包括自动驾驶车辆传感、医学成像及电子设备等。


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