據(jù)報(bào)道，來(lái)自加州大學(xué)伯克利分校(University of California, Berkeley，UC Berkeley)的科學(xué)家使用一種新型鹵化物鈣鈦礦半導(dǎo)體材料制造出藍(lán)光LED，克服了將這些廉價(jià)且易于制造的材料應(yīng)用到電子器件中所面臨的主要障礙。

　　據(jù)悉，該研究結(jié)果已于1月24日發(fā)表在《科學(xué)》子刊《科學(xué) · 進(jìn)展》(Science Advances)上，展示了在應(yīng)用不穩(wěn)定鹵化物鈣鈦礦方面取得的技術(shù)突破，此材料不穩(wěn)定主要在于它會(huì)隨著溫度、濕度及化學(xué)環(huán)境而變化，進(jìn)而破壞其光學(xué)和電子特性。

　　圖片來(lái)源：UC Berkeley

　　負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的加州大學(xué)伯克利分校化學(xué)系教授楊培東表示，制造發(fā)射藍(lán)光的半導(dǎo)體二極管向來(lái)都是一個(gè)挑戰(zhàn)。到目前為止，由鈣鈦礦制造出的紅綠光LED已被證實(shí)，而藍(lán)光LED則還沒(méi)有。鹵化物鈣鈦礦藍(lán)光LED一直不穩(wěn)定主要是因?yàn)槠漕伾珪?huì)隨著使用而轉(zhuǎn)變?yōu)楦L(zhǎng)更紅的波長(zhǎng)。

　　研究發(fā)現(xiàn)，鹵化物鈣鈦礦的不穩(wěn)定性是由鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性質(zhì)所致，此結(jié)構(gòu)是由金屬和鹵原子組成。當(dāng)這些元素在溶液中混合一起然后干燥時(shí)，原子就會(huì)組成一個(gè)晶體。加州大學(xué)伯克利分校及伯克利實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)家使用一種新技術(shù)以及銫、鉛和溴等成分制造出發(fā)射藍(lán)光的鈣鈦礦晶體。

　　同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)這些晶體發(fā)射的光依賴于原子的排列及原子之間的距離，顏色隨溫度而變化。例如，一個(gè)在溫度為300開(kāi)爾文時(shí)發(fā)射藍(lán)光(波長(zhǎng)450納米)的鈣鈦礦晶體可突然在450開(kāi)爾文時(shí)發(fā)射藍(lán)綠光。

　　楊培東教授表示，藍(lán)光鈣鈦礦顏色隨著溫度變化的特點(diǎn)可以帶來(lái)有趣的應(yīng)用。兩年前，他展示了一扇由鹵化物鈣鈦礦制成的窗戶，在陽(yáng)光下變黑暗，而在太陽(yáng)下山時(shí)變得透明，而且還能產(chǎn)生光伏能源。

　　他還指出，我們需要以不同的方式來(lái)考慮如何使用這類半導(dǎo)體材料，不應(yīng)該將鹵化物鈣鈦礦與硅等傳統(tǒng)共價(jià)半導(dǎo)體(covalent semiconductor)置于相同的應(yīng)用環(huán)境中。我們需要意識(shí)到這類材料擁有固定的結(jié)構(gòu)特性，可隨時(shí)重新配置，這一點(diǎn)應(yīng)該好好利用。