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2020年9月8日-来自日本九州大学和中国长春应用化学研究所的一组研究人员证明，使用低成本的钙钛矿可以在室温下稳定连续发射激光一个小时以上。钙钛矿由于其低成本，可调节的颜色和高稳定性而成为激光的一种有吸引力的材料，尽管它们在连续操作下容易引起激光死亡。
“基于有机半导体的激光器的实现主要受到三胞胎堆积造成的损失的阻碍。然而，准二维钙钛矿中三重态的情况尚未得到充分考虑，”中科院长春应用化学研究所的秦传江表示。
在室温下连续运行时，钙钛矿层显示为绿色。由中国科学院长春应用化学研究所的秦传江提供。
当正电荷和负电荷一起形成一个高能态时，就会出现激子。它们经常在有机半导体中观察到，并且由于量子力学的考虑，最常分为两类：单重态和三重态，三重态几乎不可能发光。
在材料中发现三重态激子的寿命长达1 µs的证据后，研究人员开始关注三重态激振作为激射死亡的潜在原因。
秦说：“小辫子不发光，并且倾向于与发光单峰相互作用，从而导致两者失去能量而又不发光。” “因此，如果钙钛矿中存在三元组，我们可能需要将它们移开，以免干扰激光。”
研究人员在钙钛矿中加入了有机层，使三胞胎保持低能状态。因为激子希望移动到更低的能量，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，从而减少了损耗，并允许在恒定的光激发下持续发射激光而不会中断。研究人员还发现，通过重新设计将钙钛矿层暴露于空气中的系统，他们可以实现连续激射，因为氧气可以破坏三重奏，进一步证实怀疑由三重奏引起的损失会导致激射死亡。
通过这些设计，研究人员实现了连续操作，在室温下，相对湿度为55%的房间中，激光强度在1小时后几乎保持不变，并且激光光谱保持其窄度而不会移动。
九州大学有机光子学和电子学研究中心的负责人Chihaya Adachi以及九州的负责人说：“这些新发现将为未来开发一种新型的基于钙钛矿的低成本，易于制造的电动激光器铺平道路。”大学团队说。
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