如果你既喜歡燒餅也喜歡臘汁肉，把兩種食材結合起來，來一份肉夾饃，口感或許更勝一籌。材料學也是如此。日前，一個國際聯(lián)合研究小組將兩種熱門的太陽能電池材料結合在了一起，制造出一種超高效發(fā)光晶體，為LED技術開創(chuàng)了新的研究平臺。相關論文發(fā)表在7月15日出版的《自然》雜志上。
 

    在這項研究中，該研究小組將一種納米發(fā)光膠體即一種量子點嵌入到鈣鈦礦中，形成了一種獨特的混合晶體。鈣鈦礦材料可以通過溶解的方法來生產(chǎn)，允許電子在最小損耗的情況下快速移動，而量子點則能高效發(fā)光。兩者強強結合，互利互補，實現(xiàn)了效率的最大化。
 

    論文第一作者、加拿大多倫多大學博士生龔希文（音譯）說：“將兩種當紅的光電材料結合在一起是非常新穎的想法。我們希望能通過固態(tài)基質將它們無縫結合起來，以發(fā)揮它們各自的長處。”
 

    “當你試圖將兩種晶體混合起來的時候，開始往往不會很順利，”參與此項研究的多倫多大學博士后理查德·卡明說，“我們必須找到一個新的策略，讓它們‘忘記’分歧，形成獨特的混合晶體結構。”
 

    要做到這一點，他們必須讓兩種晶體結構按照名為“異質外延”的方式進行生長。該團隊設計出了一種方法，能讓兩種晶體結構在原子末端相連，從而保證它們能夠順利對齊，實現(xiàn)無缺陷的無縫結合。論文合著者、上海科技大學的寧志軍（音譯）說，先在量子點周圍構建納米“腳手架”外殼，然后讓鈣鈦礦沿著“腳手架”生長，兩種材料果然完美地結合在了一起。
 

    最后，研究人員得到一個漂亮的黑色晶體，量子點被包裹在鈣鈦礦“蜂巢”中間，這些鈣鈦礦材料能像漏斗一樣將電子導入電子點，讓其發(fā)光效率成倍提升。這種方式還避免了材料光譜重合可能導致的自吸收現(xiàn)象。
 

    研究人員稱，這種超高效率LED技術，不但能用來照明、制造顯示器和夜視儀，還能用來制造能識別手勢的近場紅外線發(fā)射裝置和低成本薄膜太陽能電池，具有極為廣泛的應用價值。