@ 2015.04.01 , 23:46
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当二硫化钼遇见光

大约2年前,MIT的科学家开始研究二硫化钼(MoS2)在光伏材料方面的应用潜力。结果有些混乱。他们研究得结论是相关材料转化效率值非常低,但另一项发现却鼓舞人心:通过将三片二硫化钼压缩到一纳米的厚度,这种材料能够吸收10%的直射太阳光。这要比砷化镓和硅所能吸收阳光高出一个数量级。

虽然这种新材料的发现令人鼓舞,但是这还与不足以让所有人摇旗呐喊着要求使用二硫化钼取代光伏和其他光电材料中的硅。

现在,美国西北大学的研究人员这在实现二硫化钼与等离子体(plasmonics )的合成,这样能够进一步提高材料对光的吸收率,以及光致发光特性。

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使用等离子纳米结构提升太阳光电效果并不新鲜。早在2012年,普林斯顿大学学的研究者就开发出了一种等离子纳米结构,此结构应用于采样能电池,能够使材料吸收照射到材料表面96%的光,并能提高光175%左右的电转化效率。

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等离子体基元利用,光子撞击金属表面密集电子时发生的震荡。除了等离子体在光伏中的应用,等离子体基元还有很多其他的潜在价值,包括计算机芯片上的数据传输和进行高分辨率的光刻技术。

根据《Nano Letters》的一篇研究,西北大学的团队使用等离子银纳米圆盘阵列(plasmonic silver nanodisc arrays)能够显著提升二硫化钼的光激发效应。

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我们已经得知这些等离子纳米结构有着能够吸引和困住少量光的特性。Serkan Butun,一名博士后研究员说道。“现在,我们的研究表明,通过将银纳米片至于(二硫化钼)材料表面,能够增强12倍以上的光发射(light emission)。”

这种12倍的光发射(light emission)的提升,是由于等离子共振与光的激发和排放发生了耦合,这增强了光于纳米材料之间的相互作用。

研究人员认为光发射增强效应,将使得二硫化钼应用于发光二极管中。

这是一个巨大的进步,但不是故事的结尾。 该项目的负责人Koray Aydin在采访中说道。还有能够进一步提高光发射的方法,不过目前我们还没有找到。目前最有效的增加光发射就是我们的超薄二硫化钼材料了。

本文译自 IEEE Spectrum,由译者 邻家乖蜀黍 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 21+1

  1. JeepKun
    @3 years ago
    2741195

    王大煎蛋
    高产似母猪

    [52] XX [1] 回复 [0]
  2. 格雷潘
    @3 years ago
    2741198

    王大发财、王大蜀黎、王大桃子、王大笨是不是一个人啊?
    还有,煎蛋是不是被王家承包了?

    [88] XX [1] 回复 [0]
  3. 大红
    @3 years ago
    2741201

    这货不是固体润滑剂么……

  4. 2741205

    “现在,我们的研究表明,通过将银纳米片至于(二硫化钼)材料表面,能够增强12倍以上的光发射。”
    一瞬间还以为是oioi

  5. 膝中箭史密斯
    @3 years ago
    2741215

    @格雷潘:
    后面3个的本体八成是:蜀黍、桃子、小笨。。。

  6. 无可有
    @3 years ago
    2741250

    大家好,我是王大发财,你们有什么要对我说吗

  7. 我次奥
    @3 years ago
    2741260

    每一个字我都认得系列

  8. 2741288

    评论里还有一个王大破产

  9. 2741328

    led电光转换效率会高出12倍? led本身转化率已经很高了,这效率都能发电了

  10. 2741348

    超越硅是一个永远的神话。
    每一个十年,都会有一个材料的大突破,声称能取代硅在任意一个电子领域的应用。然而,60年过去了,硅依然矗立不倒。
    80年代,整个世界都兴奋说GaAs将要取代硅,结果投入了无数人力物力都无法解决表面陷阱势太多的问题。
    90年,碳纳米管,又是那样,到现在都无法大规模集成。
    10年,石墨烯说要取代硅,到现在5年过去了,所有人都陷在带隙为0无法关断的泥淖里,似乎又是一个死结。
    太多的材料博士,都找到了某一电子应用方面远远超出于硅的材料,结果到阶段二,不是吃空了国家经费,就是实验室被迫关闭,就是创业申请破产保护。
    每当看到又一则说要取代硅的新闻,会脑补巴丁的背影。现在的材料科学家还是太浮,不肯下苦功夫做基础理论研究,总是着迷买器材。结果总是花了无数钱才买到了教训,半导体之初,肖克利吃过这样的闷亏,直至招来了巴丁,后者气定心闲的推了几个月公式,一切都明晰已了了后,实验刷刷就把晶体管搞了出来。

    [65] XX [4] 回复 [0]
  11. 简单
    @3 years ago
    2741358

    @laosu: 如果不买器材 供应商:我们靠叫兽乱花钱维持生活的这群人咋活。叫兽:如果不买器材乱花钱,剩下的经费咋办(其中的含义就不明说了)。 其实说到底是一个学术风气问题,不是单纯的那个人有问题而是,而是大环境逼的我们功利了。

    [13] XX [1] 回复 [0]
  12. 邻家小萝莉
    @3 years ago
    2741373

    我以为有gif或视频就进来了,发大财出来,保证不打死你

  13. race2fly
    @3 years ago
    2741408

    采样能电池
    我也以为这是oioi

  14. 2741473

    只有我一个人看了“..早在2012年..”这半句话暗自神伤的嘛?

  15. 夏天
    @3 years ago
    2741475

    @laosu: Best comment ever.

  16. 2741485

    @laosu: 不过,每一个改变时代的发明和进步都不是凭空出现,几乎都要经过无数次的试错,所以,不能说这就是骗经费,毕竟科技进步就是要靠这样的积累。

  17. 2741671

    @我次奥: 也不错了,钼这个字念mu,我还是蒙着打出来的!

  18. 2742180

    @moers: 试错并不代表要天天搞得跟发现了大一统公式似的么,重点是要为了推动技术进步而去研究,而不是为了名利去研究。

    研究么,切忌浮躁,不然很容易犯基础错误,那样就会浪费经费了。

  19. 2742198

    光致发光?
    这不是太阳能手电吗

  20. SchneeHertz
    @3 years ago
    2742450

    @md2: 阁下没听说过荧光和磷光?

  21. hybridengine
    @2 years ago
    2923018

    @laosu: 不过砷化镓耐高温,用在聚光光伏发电上面还是有很大优势的吧!

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