未来通过神秘的涂料半导体物理学的光彩照亮

一些新颖的材料听起来太好了，不可能变得真实和美好。一种新兴的半导体类型可能是最新的例子，它可以用激光，灯泡甚至窗户玻璃产生的细微颜色照亮我们的未来。

这些材料非常容易辐射，易于从解决方案中处理，并且节能。在由佐治亚理工学院的物理化学家领导的一项新的国际研究中，混合有机 - 无机钙钛矿（HOIPs）是否真的可以起作用的问题刚刚得到了肯定的答案。

研究人员在HOIP观察到半导体物理学的“丰富性”，这种“丰富性”可以形容为电子在化学基础上跳舞，这种电子在地震中像摆放在地板上的地板一样摆动。由于已建立的半导体依赖严格稳定的化学基础，即更安静的分子框架，以产生所需的量子特性，所以这大大降低了传统智慧。

研究人员表面：“我们还不知道它如何在这种强烈的分子运动中具有这些稳定的量子性质。“它藐视物理模型，我们不得不试图解释它，这就像我们需要一些新的物理学。”

量子属性惊喜

未来通过神秘的涂料半导体物理学的光彩照亮

他们的旋转混乱使得HOIP难以审查，但来自四个国家的五个研究机构的研究人员成功地测量了典型的HOIP，并发现其量子性质与已建立的分子刚性半导体的量子性质相当，其中许多是基于石墨烯的。

乔治亚理工学院化学与生物化学教授说：“这些材料至少和那些材料一样好，甚至可能更好。” 并非所有半导体都能很好地吸收和发射光线，但HOIP确实可以做到这一点，使它们成为光电子器件，因此可用于激光器，LED，其他照明应用以及光伏领域。

HOIP中缺乏分子水平的刚性也使得它们更灵活地生产和应用。

席尔瓦与物理学家Ajay Ram Srimath Kandada共同领导了这项研究。他们的团队于2018年3月8日在Physical Review Materials杂志上发表了他们关于二维HOIPs的研究结果。他们的研究得到了“欧盟地平线2020”，加拿大自然科学和工程研究委员会，加拿大FondQuébécoispour la Recherche，加拿大研究委员会和新加坡国家研究基金会的资助。

'解决方案'

通常，半导体性质来自整齐互连的原子的静态晶格。例如，在大多数商用太阳能电池中使用的硅中，它们是互相连接的硅原子。同样的原理适用于类石墨烯半导体。

“这些格子结构不是很复杂，”，“它们只有一个原子薄，而且它们具有严格的二维性质，所以它们更加坚硬。”

“你有力地将这些系统限制在两个维度，”乔治亚理工学院和意大利理工学院的居里夫人国际研究员Srimath Kandada说道。“原子排列成无限膨胀的平坦片状，然后这些非常有趣和令人满意的光电特性出现。”

这些证明材料令人印象深刻那么，为什么要追求HOIP，除了探索他们令人困惑的物理？因为它们在重要的方面可能更实用。

“其中一个引人注目的优势是，它们都是使用低温处理解决方案制造的。“制作它们需要的能量要少得多。”

相比之下，石墨烯基材料是在高温下生产的，其数量可能非常繁琐。“有了这些东西（HOIPs），你可以在解决方案中大批量生产，如果你愿意的话，也可以在整个窗口上涂上它，”席尔瓦说。

在地震中的Funhouse

对于所有HOIP的摇摆，它也是一个非常有序的格子，具有其自身的刚性，但比通常的二维材料的限制更少。

“这不仅仅是一层。“有一个非常特殊的钙钛矿样几何形状。” 钙钛矿是指HOIPs晶格的形状，它是一种分层的脚手架。

“晶格自组装，它是在由二维片层组成的三维堆栈中完成的，但HOIPs仍然保留了这些理想的二维量子特性。”

这些片由另一种分子结构的散布层结合在一起，有点像橡皮筋片。这使得脚手架像一个玩具屋地板一样摆动。