2021年6月22日
一种普遍研究的钙钛矿可以在实际可达到的温度下发出超荧光，并且其时间尺度足以使其在量子计算应用中发挥潜在的作用。北卡罗莱纳州立大学研究人员的发现还表明，超荧光可能是这类材料的一个共同特征里亚尔。亚博网站下载
超荧光是量子相变的一个例子——当一种材料中的单个原子都以串联方式通过相同的相，成为一个同步的单元。
例如，当光学材料（如钙钛矿）中的原子被激发时，它们可以单独发光、产生能量和荧光。每个原子都会开始随机地穿过这些相，但如果条件合适，它们可以在宏观量子相变中同步。然后，这个同步单元可以比任何单个原子更强烈地与外部电场相互作用，从而产生超荧光爆发。
“自发同步的例子是普遍存在的，从行星轨道到萤火虫同步它们的信号，无所不在。”这项研究的通讯作者、北卡罗来纳州立大学物理学教授凯南·冈多杜说。但对于固体材料来说，这些相变被认为只发生在极低的温度亚博网站下载下。这是因为原子脱离相位的速度太快，除非通过冷却来减缓时间，否则同步就无法发生
冈多杜和他的团队在探索钙钛矿型甲基碘化铅铵（MAPbI3）的激光特性时，观察到了它的超荧光。钙钛矿是一种具有晶体结构和发光特性的材料，可用于制造激光器和其他应用。它们价格低廉，制造相对简单，用于光伏、光源和扫描仪。亚博网站下载
“在试图找出MAPbI3激光特性背后的动力学时，我们注意到我们观察到的动力学不能简单地用激光行为来描述，冈多杜说。通常在激光中，一个被激发的粒子会发射光，刺激另一个粒子，以此类推，以几何放大的方式。但在这种材料中，我们看到了同步和量子相变，从而产生超荧光
但超荧光最引人注目的方面是它发生在78开尔文，相位寿命为10到30皮秒。
“一般来说，超荧光发生在极低的温度下，很难实现，也很昂贵，而且只持续飞秒，冈多杜说。“但78K相当于干冰或液氮的温度，相寿命要长2到3个数量级。这意味着我们有足够长的宏观单位可以操纵。”
研究人员认为，这种性质在钙钛矿中可能更为普遍，这可能在计算机处理或存储等量子应用中被证明是有用的。
“在固态材料中观察到超荧光总是一件大事，因为到目前为止，我们只在五六种材料中看到过它，亚博网站下载冈多杜说。“能够在更高的温度和更长的时间尺度下观察它，为许多令人兴奋的可能性打开了大门。”
这部作品发表在自然光子学NC州立研究生GAMZE FIMDIK和Melik BiRiGLU亚博老虎机网登录是共同的第一作者。FraskySo，沃尔特和Ida Freeman材料科学与工程杰出教授，是合著者。亚博网站下载
资料来源：https://www.ncsu.edu/