提到鈣鈦礦,大家應該都很熟悉這種材料在太陽能領域的應用,但除了太陽能板外,鈣鈦礦于IC領域其實也有發(fā)光機會。由東華大學、海洋大學及洛杉磯加大教授組成的跨領域研究團隊,最近成功找到將太陽能材料、激光與半導體集成電路集成的關鍵技術,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)是一種新興太陽能材料,優(yōu)點在于容易合成(原物料混一混加熱就能生長出來)、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、各種顏色的太陽能電池。
不過除了“吸光放電”的太陽能電池,鈣鈦礦作為光纖組件在積體光學芯片方面也扮演關鍵角色,被視為下時代全光化集成電路重要目標??紤]到目前全球集成電路已進入數(shù)個納米以下的微小制程,實現(xiàn)更低能耗與微型化光纖激光也更加勢在必行。
奈何多數(shù)鈣鈦礦激光組件散熱性較差,僅能于低溫運行,且激光效率低落,還需繁瑣制程,仍卡在高成本低實用的瓶頸中。對此,東華大學物理系賴建智教授、馬遠榮教授、海洋大學光電系羅家堯教授以及洛杉磯加大電機系劉佳明教授等人,決定嘗試研發(fā)簡易、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合成微型波導高效率發(fā)光材料。
該團隊除了成功開發(fā)簡易、低成本及可量產(chǎn)涂布制程,還領先全球,首次在室溫下實現(xiàn)極低能耗太陽能材料激光,一舉突破科學界多年來瓶頸,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,進一步得到多波長輸出的光纖激光,取代前端半導體激光光源及現(xiàn)有昂貴設備。新論文發(fā)布在《Advanced Materials》期刊。
轉載請注明出處。