钙钛矿半导体：光子学材料领域的明星

撰稿| 北京大学 张青

钙钛矿(Perovskite)的命名是为了纪念列夫·佩罗夫斯基 (Perovski)在矿物学界的贡献，其代表了与最早发现的钛酸钙(CaTiO₃)具有相同ABX₃化学通式和晶体结构的一类化合物。钙钛矿的人工合成始于1893年，2009年日本桐荫横滨大学T. Miyasaka教授将甲胺铅溴和甲胺铅碘作为吸光物质得到了光电转化效率为3.8%的太阳能电池，其后钙钛矿的优良光伏特性引起了学界的广泛关注，目前单结太阳能电池的光电转换效率已突破25%。钙钛矿作为一类直接带隙半导体材料，具有简易低成本合成、高光学吸收/增益系数/荧光量子产率、高缺陷容忍度、发射波长可调和激子结合能大等诸多优点，这也使得它成为光子学与光电信息功能器件等领域的明星材料。鉴于钙钛矿材料在光子学基础物理（如下图）和新兴器件研究中展现出的广泛应用前景，光子学领域重要期刊Photonics Research适时推出Perovskite Photonics专题，由Prof. Qing Zhang (Peking University)、Prof. Carole Diederichs (Sorbonne University)和Prof. Qihua Xiong (Nanyang Technological University)组稿。专题得到了钙钛矿光子学领域多个领先研究团队的积极响应，收录的文章涵盖非线性光学效应、光子-激子强耦合、光电功能器件等内容，反映了领域内的最新进展和突破性成果。

Perovskite Photonics专题On the Cover

[Yang Zhao, Fei Ma, Feng Gao, Zhigang Yin, Xingwang Zhang, Jingbi You. Research progress in large-area perovskite solar cells[J]. Photonics Research, 2020, 8(7): 070000A1.]

本专题共发表了来自中国、澳大利亚、法国以及英国的专家学者的9篇高质量论文：澳大利亚新南威尔士大学Tom Wu研究了混合卤素钙钛矿相分离的机制和抑制方法；法国里昂大学Hai Son Nguyen等研究了金属/钙钛矿超表面结构中的光子-激子-激子极化激元强耦合和准连续域束缚态的形成；英国圣安德鲁斯大学Ifor D. W. Samuel等首次演示了钙钛矿太阳能电池、光电探测器、信息传输一体化应用策略；法国索邦大学Maria Chamarro等研究了磁光光谱。中国科学院半导体研究所游经碧团队综述了大面积钙钛矿太阳能电池制备的进展；国家纳米科学中心刘新风团队综述了二维钙钛矿微腔激光和光子-激子强耦合的现象；南方科技大学陈锐团队报道了混合阳离子钙钛矿双光子吸收和饱和吸收共存导致的非线性效应；中国科学院上海光学精密机械研究所冷雨欣团队实现了法布里-珀罗和回音壁双模式在室温下转换激光；澳门大学潘晖团队报道了甲苯处理改善钙钛矿在空穴传输层上的成膜质量和电池性能。希望通过本专题的分享，展现钙钛矿光子学的前沿进展，同时吸引更多学者参与钙钛矿光子学在基础物理和新兴器件中的科学与应用研究。

信息来源: 中国激光

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