新工艺在室温下制造有序的半导体材料

特文特大学的科学家们已经开发出一种在室温下制造高度有序半导体材料的方法。这项UT研究今天发表在《自然合成》杂志上。这一突破可以通过控制晶体结构和减少纳米级缺陷的数量来提高光电子学的效率

该团队专注于一种名为金属卤化物钙钛矿的材料，该材料以其高效吸收阳光的能力及其在LED、半导体和太阳能电池等设备中的应用而闻名。制造具有单一取向（或换句话说，具有高度有序的晶粒）的这些材料一直是一个挑战。到目前为止，这主要是以多晶形式使用的。

换句话说，以非有序的方式使用。这可能会限制它们在LED等需要高阶和低密度缺陷的应用中的使用。通常，这些高度有序的半导体需要较高的加工温度。但在这个新工艺中，UT研究人员跳过了热量，使用脉冲激光逐层构建材料

无机材料科学研究小组的博士生Junia Solomon Sathiaraj说：“卤化物钙钛矿已经是了不起的半导体，例如用于太阳能电池。”

“但通常我们对材料的生长方式几乎没有控制权，”她解释道。这意味着材料中的分子具有许多不同的取向和结构。“理论上，如果我们提高材料的质量，我们也会提高它的效率。”

“这一切都是为了使结构正确，”Monica Morales Masis说（她领导了ERC StG CREATE项目的工作）。材料中完美有序的结构对于创建高效可靠的设备至关重要。由此产生的材料可以稳定300多天，为太阳能电池板和先进电子产品等应用提供了巨大的潜力。这项创新不仅有助于我们创造更环保、更具成本效益的技术，还为材料研究中的新科学发现铺平了道路 More information: Solomon, J.S. et al, Room-temperature epitaxy of α-CH₃NH₃PbI₃ halide perovskite by pulsed laser deposition. Nature Synthesis (2025). DOI: 10.1038/s44160-024-00717-z www.nature.com/articles/s44160-024-00717-z

Journal information: Nature Synthesis