雷竞技-通过操纵光子动量，纯硅光学性能提升四个数量级—新闻—科学网

美国加州年夜学尔湾分校科学家带领的国际科研团队，经由过程把持入射光子的动量，使纯硅雷竞技从间接带隙半导体变成直接带隙半导体，其光学机能晋升了4个数目级。相干论文颁发在最新一期《美国化学学会 纳米》杂志。

研究团队注释称，这一光子现象的奥秘在在海森堡不肯定性道理。当光被限制在几纳米以下的标准时，动量散布会变宽。其动量会显著增添至自由空间内光子动量的1000倍，与材料内部电子的动量相当。

一般认为，材料在接收光时，光子仅会改变材料内电子的能量状况，实现“垂直跃迁”。但最新研究成果注解，动量加强的光子不但能改变电子的能量状况，还能同时改变其动量状况，从而解锁新的跃迁路径——对角线跃迁，这显著晋升了材料的吸光能力。

在最新研究中，经由过程加强光子的动量，团队成功地将纯硅从间接带隙半导体改变为直接带隙半导体，其吸光能力增添了4个数目级。

作为间接半导体，硅在接收光时，不但需要光子改变电子的能量状况，还需要声子（晶格振动）改变电子的动量状况。但光子、声子、电子同时同地彼此感化的可能性极低，致使硅的光学性质很弱。

为了更有用地捕捉太阳光，硅基太阳能电池板需要必然厚度的硅层。这不但提高了出产本钱，并且因为载流子增添而限制了能效。固然薄膜太阳能电池供给了一种解决方案，但这些材料常常轻易快速退化或出产本钱昂扬，难以年夜范围推行利用。

团队指出，能以不异系数削减硅层的厚度，为超薄装备和太阳能电池斥地了新路子。另外，新方式无需对材料进行任何改变，且可与现有制造手艺集成，或将完全改变太阳能电池和光电子装备范畴。

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