九州大学 在室温下连续操作时，钙钛矿层显示出发射绿光
九州大学和中国科学院长春应用化学研究所的研究表明，抑制三重态激子对于克服激子死亡现象非常重要，这种现象迄今为止一直阻碍着低成本材料的长期运行
学分:秦传江，中国科学院长春应用化学研究所 由九州大学和中国科学院长春应用化学研究所领导的一个国际研究小组，用一种叫做钙钛矿的低成本材料，在室温下演示了一个多小时稳定、连续的激光发射，最终克服了迄今为止阻止如此长时间运行的现象
从制造和研究到通信和娱乐，激光因其高度均匀的光发射而被广泛应用，激光通常按将输入能量(通常是光或电)转化为激光的材料分类，常见材料包括无机和有机半导体、气体和晶体
钙钛矿的最新发展使它们对激光器有吸引力，因为它们可以用低成本的溶液制造，具有可调谐的颜色和优异的稳定性，但是一种被称为“激光死亡”的现象导致在室温下持续工作的激光在几分钟后停止，原因尚不清楚
现在，九州大学和长春应用化学研究所的研究人员在《自然》杂志上报道说，他们已经通过考虑被称为三重态激子的高能态，成功地克服了准二维钙钛矿中的激射死亡
“以有机半导体为基础的激光器的实现主要受到三重态积累造成的损失的阻碍
然而，三胞胎在准二维周期中的情况还没有被充分考虑，”中国科学院长春应用化学研究所教授、该项研究的首席研究员秦传江说
虽然光电器件中的能量通常被认为是正电荷和负电荷，但相反的电荷也可以聚集在一起，在释放能量之前暂时形成一种叫做激子的能量状态
激子经常在有机半导体中观察到，由于量子力学的考虑，激子通常分为两种类型，称为单重态和三重态，三重态几乎不可能发光
研究人员研究的准二维钙钛矿是无机物和有机物的结合体，钙钛矿晶体区域由夹在有机薄片之间的各个方向重复的相同成分组成
该团队最近在材料中发现了寿命接近1微秒的三重态激子的证据，因此他们将注意力集中在三重态激子上，认为这可能是激光死亡的原因
秦解释说:“三胞胎不发光，它们倾向于与发光的单重态相互作用，导致它们在不发光的情况下失去能量。”
“因此，如果在钙钛矿中存在三胞胎，我们可能需要把它们移开，这样它们就不会干扰激射
" 为了做到这一点，研究人员在钙钛矿中加入了一层有机层，在低能量状态下保持三重态
因为激子想要移动到较低的能量，所以长寿命的三重态激子从钙钛矿的发光部分转移到有机层，从而降低损耗并允许恒定光激发下的激光发射不间断地继续
或者，研究人员发现，他们也可以通过简单地将钙钛矿层放在空气中获得连续的激光发射，因为氧气可以破坏三链体，进一步证实三链体造成的损失是激光死亡的一个可能原因
在它们最好的光驱动装置中，在室温和相对湿度为55%的空气中连续工作一小时后，激射的强度几乎没有变化，激射光谱保持其狭窄性而没有偏移
九州大学有机光子学和电子学研究中心主任、九州大学团队负责人千叶阿达奇说:“我们已经证明了三胞胎在这些类型的钙钛矿激光过程中的关键作用，以及管理三胞胎以实现连续激光的重要性。”
“这些新发现将为基于钙钛矿的新型电操作激光器的未来发展铺平道路，这种激光器成本低且易于制造
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