金属卤化物钙钛矿具有优异的光电功用,已成为半导体范畴名副其实的“明星”资料,引起了学术界和工业界的极大重视。跟着很多研讨的投入,钙钛矿的使用涵盖了单光子源、微纳激光器、光电探测器、光逻辑门、光通信、波导、非线性光学等各个光学和光电子范畴。因而,依据单一钙钛矿芯片构建和集成具有不一样功用的光子器材对错常有远景的。
微纳加工技能的开展是将各种光电器材集成到单个芯片上来满意先进集成光学要求的要害一步,将在下一代信息技能的开展中发挥要害效果。
其间激光直写(DLW)是一种高效、非触摸式、无掩模的微纳加工技能,它通过将激光束与显微镜耦合,来减小输出光斑的尺度,完成高分辨率的微纳加工。依据制作机制和资料的阈值呼应,DLW最佳分辨率通常在几个到几百个纳米之间。一起,DLW值勤在同一基板上灵敏地制作恣意微纳结构,也可通过空间光调制器将聚集后的激光场改变成特定形状或一起发生多个焦点,然后满意大规模制作的需求。
近来,南京师范大学甘志星副教授联合皇家墨尔本理工大学贾宝华教授、文小明研讨员,以“Direct laser writing on halide perovskites: from mechanisms to applications”为题在Light:Advanced Manufacturing上宣布总述论文,回忆了DLW在钙钛矿半导体范畴的最新进展,提醒了激光直写进程中,光与钙钛矿的相互效果机理,并介绍了DLW加工的微纳结构钙钛矿在光电器材上的使用,最终概述了该技能未来的展望与应战。
激光具有高精度、无触摸、易操作、无掩模等共同长处,是在半导体上操作、制作和加工微纳结构的优秀东西。激光与钙钛矿详细的相互效果机理可大致分为激光融化、激光诱导结晶、激光诱导离子搬迁、激光诱导相别离、激光诱导光反应和其他激光诱导的改变等多种现象。这些不同的效果机理代表着钙钛矿晶体发生了不同的改变,比方,激光诱导结晶进程是钙钛矿前驱体的成核结晶进程,激光诱导相别离则是混合相钙钛矿别离成两个不同相的进程,都蕴含了丰厚的物理现象。整个微纳工艺流程的施行遭到DLW参数的影响,如波长、脉冲/接连波、效果时刻、功率和重复频率等。这些参数的挑选为准确操控钙钛矿的微纳结构供给了灵敏而有力的东西。
通过DLW加工后的钙钛矿资料在太阳能电池、发光二极管、光电探测器、激光器和平面透镜等范畴存在广泛地使用,表现出愈加优异的功用。与此一起,因为钙钛矿共同的离子特性,其在继续激光效果下呈现了离子搬迁、相别离、光致变色等现象,然后拓宽了其在多色显现、光信息加密和存储等范畴的使用。
与传统的半导体制作技能比较,DLW技能因为其简略的操作的流程和高通量特性,大幅度的提升了制作功率,有望大规模制作高分辨率的杂乱微纳结构。更廉价和灵敏可控的激光器结合钙钛矿半导体优胜的光电功用,将为制备微纳结构钙钛矿光电器材带来非常大的使用潜力。现在相关研讨还处于起步阶段,要处理一些要害的技能瓶颈。估计在不久的将来,当这些瓶颈被打破后,相关基础研讨和工业都将迎来巨大的前进。(来历:先进制作微信大众号)