通过在光学物理实验中使用激光光谱技术，克莱姆森大学的研究人员取得了新的突破，这可能会导致驱动电子设备的能量更快，更便宜。 这种使用溶液处理过氧化物的新方法旨在彻底改变各种日常物品，例如太阳能电池，LED，智能手机和计算机芯片的光电探测器。 溶液处理过氧化物是下一代材料，可用于屋顶的太阳能电池板，用于医学诊断的X射线检测器以及用于日常生活照明的LED。
该研究论文的第一作者研究生Kobbekaduwa说：“过氧化物材料用于诸如太阳能电池和LED的光学应用。经过设计。“这很重要，因为与目前的硅基太阳能电池相比，它的合成要容易得多。这可以通过溶液处理来完成-在硅中，您必须采用不同的方法，这些方法更昂贵，更耗时。”这项研究的目的是使材料更高效，更便宜，更容易生产。
研究小组使用的独特方法：超快光电流光谱法(其可比大多数方法具有更高的时间分辨率)来确定被捕获载流子的物理性质。 在本学科中，以皮秒为单位的数据测量非常频繁，即一万亿分之一秒。
“我们使用这种(过氧化物)材料制造设备，用激光照射它并激发材料中的电子，” Kobbekaduwa说。“然后使用外部电场产生光电流。通过测量光电流，我们实际上可以告诉人们该材料的特性。在我们的案例中，我们定义了塌陷状态，这是材料中的缺陷。一旦定义了物理性能，研究人员就可以确定缺陷，这最终是材料效率低下的原因。 当减少或钝化缺陷时，可以提高效率，这对于太阳能电池和其他设备至关重要。
由于材料是通过诸如旋涂或喷墨印刷的固溶工艺生产的，因此引入缺陷的可能性将增加。 低温工艺比生产纯净材料的超高温方法便宜。 但是价格是材料上更多的缺陷。 这两种技术之间的平衡意味着可以以更低的成本获得更高的质量和更有效的设备。
通过向材料发射激光来确定信号，例如如何在其中传播。使用激光照射样品并收集电流使这项工作成为可能，并且使其与不使用电场的其他实验有所不同。UPQD团队的Adhikari说：“通过分析该电流，我们可以看到电子如何移动以及它们如何从缺陷中出来。” 这是可能的，因为我们的技术涉及超快速的时间标度和电场。 原位设备。 一旦电子落入缺陷中，使用其他技术进行实验的人就无法将其清除。 但是我们可以将其取出，因为我们有电场。 电子在电场下具有电荷，它们可以从一个地方移动到另一个地方。 我们可以分析它们在材料中从一个点到另一个点的传递。
这种传输和材料缺陷对其的影响将影响这些材料及其使用的设备的性能。这是学生在他们的指导老师的指导下取得的重要发现的一部分，并且所取得的进展将 带来下一个重大突破。