所有無機銫鉛鹵化鈣鈦礦半導體由于其低閾值、高量子效率和低成本等獨特的性質(zhì)，對于納米激光器、發(fā)光二極管(LED)和太陽能電池等都具有巨大的應用潛力。然而，鈣鈦礦半導體的高材料折射率阻礙了光子和照明應用的出光效率。

　　最近，由南洋理工大學(NTU)副教授Wang Hong帶領的團隊展示了通過精密電子束光刻技術制造的具有高出光效率的鈣鈦礦光子晶體。這種鈣鈦礦光子晶體同時表現(xiàn)了發(fā)光率抑制和光能再分布。

　　由于光子帶隙效應(PBG)，他們觀察到自發(fā)發(fā)光率降低了7.9倍，但是這種鈣鈦礦光子晶體的衰減也更慢。由于鈣鈦礦光子晶體薄膜的光能再分布從2-D引導模式轉(zhuǎn)變到垂直方向，他們的團隊還清楚地觀察到發(fā)光強度增強了23.5倍，表明了這種鈣鈦礦材料極高的固有出光效率。

　　與硅相比，他們的研究結(jié)果表明2D光子晶體鈣鈦礦具備第二大出光效率。原本就存在發(fā)光抑制現(xiàn)象，但由于方向耦合改善了發(fā)光，因此下圖中的發(fā)光圖像顯示出與未圖案化的膜相比，光子晶體(PhC)發(fā)光強度更高。

　　(來源：NTU)

　　通過將光能重新分配成有用模式來抑制不良的發(fā)光組合，為鈣鈦礦在包括太陽能電池、顯示器和光伏器件等在內(nèi)的各種應用提供了重要途徑。

　　該研究發(fā)表在核心期刊ACS Photonics上。