特別な新しいペロブスカイト層を含めることで、科学者は磁場や極低温を必要とせずに「スピン偏極LED」を作成できるようになり、多くの新しい技術への道が開かれる可能性があります。

国立再生可能エネルギー研究所（NREL）とユタ大学で実施された研究の詳細がジャーナルに掲載されています 科学.

NRELおよび世界中の研究者は、太陽光を電気に変換するのに非常に効率的であることが証明されている太陽電池にペロブスカイト半導体を使用することを調査しています。 太陽電池は半導体の中で最も要求の厳しいアプリケーションのXNUMXつであるため、科学者たちは他の用途も存在することを発見しています。

「私たちは、金属ハロゲン化物ペロブスカイトの基本的な特性を調査しています。これにより、太陽光発電以外の新しいアプリケーションを発見することができました」と、新しい論文の共著者であるジョセフ・ルーサーは述べています。室温スピン発光ダイオードを可能にするキラル誘起スピン選択性に設立された地域オフィスに加えて、さらにローカルカスタマーサポートを提供できるようになります。」

「金属ハロゲン化物ペロブスカイトおよびその他の関連システムは、最も魅力的な半導体の一部であるため、エネルギーの変換に利用できる多くの新しい現象を示します。」

NRELの他の共著者は、エネルギーのためのハイブリッド有機無機半導体センター（CHOISE）のシニアリサーチフェロー兼ディレクターであるMatthew Beard、Young-Hoon Kim、Yaxin Zhai、Haipeng Lu、Chuanxiao Xiao、E。AshleyGaulding、スティーブンハーベイ、ジョセフベリー。 ValyVardenyとXinPanは、ユタ州の共著者です。 これらはすべて、DOE内の科学局が資金提供するエネルギーフロンティア研究センター（EFRC）であるCHOISEの一部です。

CHOISE EFRCの目標は、注意深く設計された化学システムを使用して、電荷、スピン、および光の相互変換を制御することです。 今日使用されているほとんどのオプトエレクトロニクスデバイスは、電荷と光のみを制御し、電子のスピンは制御しません。 電子は「上」または「下」のスピンを持つことができます。 研究者たちは、XNUMXつの異なるペロブスカイト層を使用して、間違った方向への電子の「スピン」をブロックするフィルターを作成することにより、スピンを制御することができました。

スピン偏極電流を生成するXNUMXつの方法は、「キラル誘導スピン選択性」層を使用することです。この層では、「上」または「下」スピン状態の電子の輸送は、輸送材料のキラリティーに依存します。 キラリティーとは、鏡像と同一ではない材料構造を指します。 たとえば、「左巻き」配向のキラル系は、「上」スピンで電子の輸送を可能にするが、「下」スピンで電子をブロックする場合があり、その逆もあり得る。

このフィルターにより、研究者は、華氏XNUMX度より数百度低い温度ではなく、室温で、制御に通常必要な磁場や強磁性接点を使用せずに、スピン偏極電荷を発光ダイオード（LED）に注入することができました。スピンの自由度。 それに応じて、LEDは特別なキラル特性を持つ光を放出します。 この概念は、これらのキラルハイブリッドシステムを使用すると、磁石なしでスピンを制御できることを証明し、Beardによれば、「量子ベースの光コンピューティング、バイオエンコーディング、トモグラフィーなどのアプリケーションに幅広い影響を与える」とのことです。

研究の資金は、米国エネルギー省内の科学局が後援するエネルギーフロンティア研究センターであるCHOISEから提供されました。

NRELは、再生可能エネルギーとエネルギー効率の研究開発のための米国エネルギー省の主要な国立研究所です。 NRELは、Alliance for Sustainable Energy、LLCによってエネルギー部門のために運営されています。

米国エネルギー省の記事提供、 NREL.

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出典：https：//cleantechnica.com/2021/03/17/new-perovskite-led-emits-a-spin-polarized-glow/