提到鈣鈦礦,大家應(yīng)該都很熟悉這種材料在太陽(yáng)能領(lǐng)域的應(yīng)用,但除了太陽(yáng)能板外,鈣鈦礦于IC領(lǐng)域其實(shí)也有發(fā)光機(jī)會(huì)。由東華大學(xué)、海洋大學(xué)及洛杉磯加大教授組成的跨領(lǐng)域研究團(tuán)隊(duì),最近成功找到將太陽(yáng)能材料、激光與半導(dǎo)體集成電路集成的關(guān)鍵技術(shù),讓開發(fā)出更輕薄、低能耗且可規(guī)?;慨a(chǎn)的激光組件。
鈣鈦礦(MAPbI3)是一種新興太陽(yáng)能材料,優(yōu)點(diǎn)在于容易合成(原物料混一混加熱就能生長(zhǎng)出來)、發(fā)光特性容易調(diào)整(調(diào)整材料比例就能輸出不同波段的光)以及具備優(yōu)異光電特性等,比起傳統(tǒng)晶體硅,鈣鈦礦更容易做出大面積太陽(yáng)能電池,甚至涂覆在各種基材上做出可彎曲、各種顏色的太陽(yáng)能電池。
不過除了“吸光放電”的太陽(yáng)能電池,鈣鈦礦作為光纖組件在積體光學(xué)芯片方面也扮演關(guān)鍵角色,被視為下時(shí)代全光化集成電路重要目標(biāo)。考慮到目前全球集成電路已進(jìn)入數(shù)個(gè)納米以下的微小制程,實(shí)現(xiàn)更低能耗與微型化光纖激光也更加勢(shì)在必行。
奈何多數(shù)鈣鈦礦激光組件散熱性較差,僅能于低溫運(yùn)行,且激光效率低落,還需繁瑣制程,仍卡在高成本低實(shí)用的瓶頸中。對(duì)此,東華大學(xué)物理系賴建智教授、馬遠(yuǎn)榮教授、海洋大學(xué)光電系羅家堯教授以及洛杉磯加大電機(jī)系劉佳明教授等人,決定嘗試研發(fā)簡(jiǎn)易、低成本、可量產(chǎn)的鈣鈦礦激光組件制程,并克服現(xiàn)有鈣鈦礦激光散熱不佳問題,歷經(jīng)2年研究,終于將單晶光纖與鈣鈦礦結(jié)合成微型波導(dǎo)高效率發(fā)光材料。
該團(tuán)隊(duì)除了成功開發(fā)簡(jiǎn)易、低成本及可量產(chǎn)涂布制程,還領(lǐng)先全球,首次在室溫下實(shí)現(xiàn)極低能耗太陽(yáng)能材料激光,一舉突破科學(xué)界多年來瓶頸,并大幅縮小激光體積至比人類頭發(fā)還要細(xì)的單晶光纖上。
賴建智教授表示,未來還希望通過改變鈣鈦礦材料成分,進(jìn)一步得到多波長(zhǎng)輸出的光纖激光,取代前端半導(dǎo)體激光光源及現(xiàn)有昂貴設(shè)備。新論文發(fā)布在《Advanced Materials》期刊。
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