當(dāng)亞碲酸鹽玻璃暴露在飛秒激光下時會發(fā)生什么？洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院Galatea實驗室的G?zden Torun與東京工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家合作，在她的論文工作中試圖回答這個問題，她的發(fā)現(xiàn)有朝一日可能將窗戶變成單一材料的光收集和傳感裝置。該研究成果發(fā)表在近期的《物理評論應(yīng)用》上。
通過使用飛秒激光蝕刻半導(dǎo)體圖案，將碲酸鹽玻璃轉(zhuǎn)化為“透明”的光能收集器。
科學(xué)家們對亞碲酸鹽玻璃中的原子在暴露于高能飛秒激光的快速脈沖時會如何重組感興趣，偶然發(fā)現(xiàn)了納米級碲和氧化碲晶體的形成，這兩種半導(dǎo)體材料都蝕刻在玻璃中，精確地位于玻璃暴露的位置。這是科學(xué)家們的靈光一現(xiàn)，因為暴露在日光下的半導(dǎo)體材料可能會導(dǎo)致發(fā)電。
示意圖：器件制備步驟（a）-（c）和光電導(dǎo)性表征方法（d）。
EPFL的Galatea實驗室負責(zé)人Yves Bellouard解釋道：“碲是半導(dǎo)體，基于這一發(fā)現(xiàn)，我們想知道是否可以在亞碲酸鹽玻璃表面寫上耐久的圖案，當(dāng)暴露在光線下時，可以可靠地誘導(dǎo)電流，答案是肯定的。這項技術(shù)的一個有趣的變化是，在這個過程中不需要額外的材料。你所需要的是亞碲酸鹽玻璃和飛秒激光來制造一種有源光電導(dǎo)材料。”
使用東京工業(yè)大學(xué)同事生產(chǎn)的亞碲酸鹽玻璃，洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院團隊利用他們在飛秒激光技術(shù)方面的專業(yè)知識對玻璃進行改性，并分析激光的效果。在直徑1厘米的亞碲酸鹽玻璃表面暴露一個簡單的線條圖案后，Torun發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將其暴露在紫外線和可見光譜下時，它可以產(chǎn)生電流，并且可以持續(xù)數(shù)月。
伊夫·貝盧瓦說：“這太棒了，我們正在利用光將玻璃轉(zhuǎn)化為半導(dǎo)體。我們基本上是在將材料轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，或許正在接近煉金術(shù)士的夢想?！?/p>
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