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2022-10-20 13:59:55

单晶有机金属钙钛矿光纤首次制成

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钙钛矿从 光中传输电荷的效率非常高,被称为太阳能电池板和LED显示器的下一代材料。英国伦敦玛丽女王大学的一个研究团队发明了一种利用钙钛矿制备光纤的全新应 用。他们通过使用一种新的温度生长方法,能在非常便宜的液体溶液中生长并精确控制单晶有机金属钙钛矿纤维的长度和直径。研究成果23日发表在《科学进展》 杂志上。

光纤是细如人类头发的细线,光在其中以超快的速度传播,比电缆中的电子快100 倍。这些微小的光纤传输着大部分的互联网数据。目前,大多数光纤是由玻璃制成的。伦敦玛丽女王大学团队制造的钙钛矿光纤仅由一块钙钛矿晶体组成,光纤的纤 芯宽度低至50微米且非常灵活,它们的弯曲半径可小到3.5毫米。

与多晶对应物相比,单晶有机金属钙钛矿更稳定、更高效、更耐用且缺陷更少。因此,科学家们一直在寻求制造能够带来这种高效率的单晶钙钛矿光纤。研究人员 称,单晶钙钛矿光纤可集成到当前的光纤网络中,以替代该系统中的关键组件,提供更有效的激光和能量转换,提高宽带网络的速度和质量。

新研制的光纤在几个月内具有良好的稳定性,并且传输损耗很小,低于0.7分贝/厘米,足以制造光学器件。研究人员在制备过程中逐渐改变加热位置、线接触和 温度,以确保长度连续增长,同时防止宽度随机增长。该方法可控制纤维的长度,并改变钙钛矿纤维芯的横截面,且比具有相似长度的多晶光电探测器具有更大的光 电流值。

研究人员表示,这项技术也可作为高分辨率探测器用于医学成像。与现有技术相比,光纤的小直径能捕获更小的像素。这意味着,单晶光纤获得的微米级像素可提供 更高分辨率的图像,从而让医生作出更好、更准确的诊断。如果在吸收光线的纺织品中使用这些纤维,它们可将太阳能转化为电能,从而使人们拥有“太阳能衣 服”。

总编辑圈点

在网络如 同水和电一样普遍的今天,“光纤入户”为咱们生活带来各种便捷、美妙的体验。光纤是根据光的全反射原理研制出的一种光导纤维,当光线以合适的角度射入时, 就会沿着光纤曲折前进。对普通人来说,最直观的体验是这些年网络带宽快速升级,不过可能很少有人想到,用来制作光纤的材料本身也是可以不断升级的。相比玻 璃光纤,钙钛矿光纤能够进一步提升网络的速度和质量,令人期待。



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