據(jù)外媒報(bào)道稱，美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室（NRL）一個(gè)團(tuán)隊(duì)近日已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種鈍化下一代光學(xué)材料中的缺陷以改善光學(xué)質(zhì)量并使發(fā)光二極管和其他光學(xué)元件小型化的新方法。
該研究的領(lǐng)導(dǎo)Saujan Sivaram博士說：“從化學(xué)角度來看，我們發(fā)現(xiàn)了一種利用激光和水分子的新型光催化反應(yīng)這讓令人興奮， 從總體的角度來看，這項(xiàng)工作可以將高質(zhì)量光學(xué)活性及原子級(jí)薄的材料集成到各種應(yīng)用中，如電子，電催化劑，存儲(chǔ)器和量子計(jì)算應(yīng)用。”
據(jù)介紹，NRL科學(xué)家開發(fā)了一種多功能激光加工技術(shù)來顯著改善單層二硫化鉬（MoS2）的光學(xué)性質(zhì)，這是一種直接間隙半導(dǎo)體且具有高空間分辨率。他們的工藝使用激光束“written”的區(qū)域的材料光學(xué)發(fā)射效率提高了100倍。
根據(jù)Sivaram的說法：“原子級(jí)薄的過渡金屬二硫化物（TMD），如MoS2是柔性器件，由于其高光學(xué)吸收和直接帶隙，因而它將成為太陽能電池和光電傳感器的有前景的組件。這些半導(dǎo)體材料在重量和柔韌性非常高的應(yīng)用中特別有好處的，但它們的光學(xué)特性通常是高度可變和不均勻的，因此改善和控制這些TMD材料的光學(xué)特性以實(shí)現(xiàn)可靠的高效器件是至關(guān)重要的。缺陷往往對(duì)這些單層半導(dǎo)體發(fā)光的能力有害，這些缺陷起到非輻射陷阱狀態(tài)的作用產(chǎn)生熱而不是光，因此去除或鈍化這些缺陷是邁向高效光電器件的重要一步?！?/span>
在傳統(tǒng)的LED中，大約90％的器件是散熱器以改善冷卻。 減少的缺陷使較小的設(shè)備能夠消耗更少的功率，從而使分布式傳感器和低功率電子設(shè)備的使用壽命更長。
研究人員證明，水分子僅在暴露于能量高于TMD帶隙的激光時(shí)才能使MoS2鈍化。 結(jié)果是光致發(fā)光增加而沒有光譜偏移。與未顯示出較弱發(fā)射的未處理區(qū)域相比，處理區(qū)域保持強(qiáng)烈的光發(fā)射。 這表明激光驅(qū)動(dòng)環(huán)境氣體分子和MoS2之間的化學(xué)反應(yīng)。
熒光圖像顯示明亮的區(qū)域拼寫出“NRL”
資深科學(xué)家兼首席研究員Berend Jonker博士說：“這是一項(xiàng)了不起的成就，這項(xiàng)研究的結(jié)果為使用TMD材料鋪平了道路，這些材料對(duì)光電器件的成功至關(guān)重要，并且與國防部的使命相關(guān)。”
該研究的領(lǐng)導(dǎo)Saujan Sivaram博士說：“從化學(xué)角度來看，我們發(fā)現(xiàn)了一種利用激光和水分子的新型光催化反應(yīng)這讓令人興奮， 從總體的角度來看，這項(xiàng)工作可以將高質(zhì)量光學(xué)活性及原子級(jí)薄的材料集成到各種應(yīng)用中，如電子，電催化劑，存儲(chǔ)器和量子計(jì)算應(yīng)用。”
據(jù)介紹，NRL科學(xué)家開發(fā)了一種多功能激光加工技術(shù)來顯著改善單層二硫化鉬（MoS2）的光學(xué)性質(zhì)，這是一種直接間隙半導(dǎo)體且具有高空間分辨率。他們的工藝使用激光束“written”的區(qū)域的材料光學(xué)發(fā)射效率提高了100倍。
根據(jù)Sivaram的說法：“原子級(jí)薄的過渡金屬二硫化物（TMD），如MoS2是柔性器件，由于其高光學(xué)吸收和直接帶隙，因而它將成為太陽能電池和光電傳感器的有前景的組件。這些半導(dǎo)體材料在重量和柔韌性非常高的應(yīng)用中特別有好處的，但它們的光學(xué)特性通常是高度可變和不均勻的，因此改善和控制這些TMD材料的光學(xué)特性以實(shí)現(xiàn)可靠的高效器件是至關(guān)重要的。缺陷往往對(duì)這些單層半導(dǎo)體發(fā)光的能力有害，這些缺陷起到非輻射陷阱狀態(tài)的作用產(chǎn)生熱而不是光，因此去除或鈍化這些缺陷是邁向高效光電器件的重要一步?！?/span>
在傳統(tǒng)的LED中，大約90％的器件是散熱器以改善冷卻。 減少的缺陷使較小的設(shè)備能夠消耗更少的功率，從而使分布式傳感器和低功率電子設(shè)備的使用壽命更長。
研究人員證明，水分子僅在暴露于能量高于TMD帶隙的激光時(shí)才能使MoS2鈍化。 結(jié)果是光致發(fā)光增加而沒有光譜偏移。與未顯示出較弱發(fā)射的未處理區(qū)域相比，處理區(qū)域保持強(qiáng)烈的光發(fā)射。 這表明激光驅(qū)動(dòng)環(huán)境氣體分子和MoS2之間的化學(xué)反應(yīng)。
熒光圖像顯示明亮的區(qū)域拼寫出“NRL”
資深科學(xué)家兼首席研究員Berend Jonker博士說：“這是一項(xiàng)了不起的成就，這項(xiàng)研究的結(jié)果為使用TMD材料鋪平了道路，這些材料對(duì)光電器件的成功至關(guān)重要，并且與國防部的使命相關(guān)。”
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