科学家创造出具有诱人电子特性的薄膜

 
由研究团队创建的硫化钡锆薄膜。布法罗大学科学家已经制造了由硫化钡锆(BaZrS3)制成的薄膜，并证实了这种材料具有理论家所预测的诱人的电子和光学特性。
这些薄膜将超强的光吸收能力与良好的电荷传输能力结合在一起，这两种特性使其非常适合光伏和发光二极管(LED)等应用。
例如，在太阳能电池板中，实验结果表明，BaZrS3薄膜比具有相同厚度的传统硅基材料将太阳光转化为电能的效率要高得多，该大学物理学教授郝曾博士说。在布法罗艺术与科学学院。这可以降低太阳能成本，特别是因为即使新膜不完美，它们的性能也很出色。 (制造几乎无缺陷的材料通常会更昂贵，Zeng解释说。)
曾说：“几十年来，仅使用了少数几种半导体材料，其中硅是主要材料。” “我们的薄膜为半导体研究的新方向打开了大门。有机会对新型材料的潜力进行探索。”
这项研究于11月发表在《纳米能源》杂志上。
UB物理学博士魏秀成和许浩雷是第一作者。该项目由美国能源部(DOE)的SunShot奖和美国国家科学基金会(NSF)的可持续化学，工程和材料奖资助，其中包括UB研究人员的贡献;太原师范大学，南方科技大学，西安交通大学和中国科学院都在中国;洛斯阿拉莫斯国家实验室;和伦斯勒理工学院。
受理论预测启发的实验
BaZrS3属于一类称为硫属元素钙钛矿的材料，是无毒的，富含地球的化合物。
近年来，理论家已经计算出各种硫属钙钛矿应该表现出有用的电子和光学特性，这些预测引起了像曾梵志这样的实验学家的兴趣和想象力。
BaZrS3并非全新材料。曾梵​​志研究了这座大院的历史，发现了可追溯至1950年代的情报。
他说：“它已经存在了半个多世纪。” “在较早的研究中，位于尼亚加拉大瀑布的一家公司以粉末形式生产了它。我认为人们对此没有多大注意。”
但是光伏和LED等应用需要薄膜而不是粉末，因此Zeng的团队便着眼于此。
研究人员通过使用激光加热和氧化钡锆氧化物来制作BaZrS3膜。蒸气沉积在蓝宝石表面上，形成薄膜，然后通过称为硫化的化学反应转化为最终材料。
Hui说：“传统上，半导体研究一直高度关注常规材料。” “这是探索新事物的机会。硫属钙钛矿与已广泛研究的卤化物钙钛矿具有某些相似之处，但不会遭受后者材料的毒性和不稳定性的困扰。”
“现在我们有了由BaZrS3制成的薄膜，我们可以研究其基本特性以及如何将其用于太阳能电池板，LED，光学传感器和其他应用中，” Wei说。