科學(xué)家創(chuàng)造了一種由硫化鋯(BaZrS3)制成的薄膜，并證實(shí)這種材料具有理論家預(yù)測(cè)的吸引人的電子和光學(xué)特性。

這些薄膜結(jié)合了較強(qiáng)的光吸收能力和良好的電荷轉(zhuǎn)移能力——這兩個(gè)特性使它們非常適合光伏和發(fā)光二極管(LED)應(yīng)用。

該大學(xué)物理學(xué)教授郝增博士說(shuō)，例如，在太陽(yáng)能電池板中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能的效率遠(yuǎn)高于相同厚度的傳統(tǒng)硅基材料。在布法羅文理學(xué)院。這可以降低太陽(yáng)能的成本，尤其是因?yàn)榧词剐码娪安煌昝?，它們的性能也很出色?曾解釋說(shuō)，幾乎沒(méi)有缺陷的材料通常制造成本更高。)

曾慶說(shuō)：“幾十年來(lái)，只有少數(shù)半導(dǎo)體材料被使用，硅是主要材料?！拔覀兊谋∧ご蜷_(kāi)了半導(dǎo)體研究新方向的大門。探索新材料類別潛力的機(jī)會(huì)?！?

這項(xiàng)研究發(fā)表在11月的《納米能源》雜志上。

UB博士魏秀成、許為第一作者。該項(xiàng)目由美國(guó)能源部(DOE)SunShot獎(jiǎng)和美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)可持續(xù)化學(xué)、工程和材料獎(jiǎng)資助。太原師范大學(xué)、中國(guó)南方科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院都在中國(guó)。洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室；倫斯勒理工學(xué)院。

受理論預(yù)測(cè)啟發(fā)的實(shí)驗(yàn)。

BaZrS3屬于一種叫查耳根鈣鈦礦的材料，無(wú)毒，富含稀土化合物。

近年來(lái)，理論家已經(jīng)計(jì)算出各種硫族化物鈣鈦礦應(yīng)該表現(xiàn)出有用的電子和光學(xué)特性。這些預(yù)測(cè)引起了像曾梵志這樣的實(shí)驗(yàn)主義者的興趣和想象。

BaZrS3不是新材料。曾志研究了這個(gè)大院的歷史，發(fā)現(xiàn)了可以追溯到20世紀(jì)50年代的情報(bào)。

他說(shuō)：“它已經(jīng)存在了半個(gè)多世紀(jì)。”“在早期的一項(xiàng)研究中，位于尼亞加拉瀑布的一家公司以粉末形式生產(chǎn)它。我認(rèn)為人們不太關(guān)注這一點(diǎn)。”

然而，光伏和發(fā)光二極管等應(yīng)用需要薄膜而不是粉末，因此曾的團(tuán)隊(duì)專注于此。

研究人員利用激光加熱和鋇鋯氧化物來(lái)制作BaZrS3薄膜。蒸汽沉積在藍(lán)寶石表面形成薄膜，然后通過(guò)稱為硫化的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為最終材料。

惠說(shuō)：“傳統(tǒng)上，半導(dǎo)體研究高度集中在常規(guī)材料上?！薄斑@是一個(gè)探索新事物的機(jī)會(huì)。硫族鈣鈦礦與廣泛研究的鹵化物鈣鈦礦有一些相似之處，但它不會(huì)受到后者材料的毒性和不穩(wěn)定性的影響?！?

“現(xiàn)在我們有了由BaZrS3制成的薄膜，我們可以研究它的基本特性，以及如何在太陽(yáng)能電池板、led、光學(xué)傳感器和其他應(yīng)用中使用它，”魏說(shuō)。

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