生活

<p>这位艺术家的概念描绘了铁电材料钛酸铅的单位晶胞突然收缩和伸长,因为强烈的紫光脉冲击中了它</p><p>这种原子尺度的摆动代表了光在这种和相关材料中产生的光伏响应的第一步</p><p> Gregory M. Stewart / SLAC国家加速器实验室的插图SLAC斯坦福材料与能源科学研究所和斯坦福材料科学与工程系的研究人员发现了当铁电材料暴露在光线下时产生电压的情况</p><p>通过使用SLAC的Linac相干光源的X射线泵探头仪器,研究人员分析了数千张图像的信息,以确定光伏机制</p><p>根据可能导致用于收集太阳能的新设备的研究,令人惊讶的原子尺度摆动是一种特殊材料对光反应的方式的基础</p><p>几十年来,科学家们已经知道一些铁电材料 - 具有可通过外部电场切换的稳定电极化的材料 - 也是光伏的:它们在暴露于光时会产生电压,就像太阳能电池一样</p><p>但目前尚不清楚这些材料中的光感应电压</p><p>这种见解对于希望设计具有改进的光伏特性的铁电体用于太阳能电池和其他应用(例如用于数据和电信网络的传感器和超快光开关)的研究人员非常有用</p><p>已经提出了几种可能的机制,仍然存在许多悬而未决的问题</p><p>现在,在上周发表在“物理评论快报”上的研究中,由SLAC斯坦福材料与能源科学研究所的Aaron Lindenberg和斯坦福材料科学与工程系领导的科学家以及研究生Dan Daranciang已经确定了第一手资料</p><p> on:铁电纳米层的停止动作X射线快照显示,其基本构件的高度(称为单元格)响应于强光而收缩,然后反弹甚至比开始时更长</p><p>整个进出原子尺度的摆动只需要10万亿分之一秒,但它表明了负责材料光伏效应的机制</p><p> “我们看到的是未曾预料到的,”林登伯格说</p><p> “看到如此戏剧性的结构变化令人惊讶,我们发现这些变化是由铁电材料中的光感应电流引起的</p><p>”在SLAC的直线加速器相干光源的X射线泵探头仪器上拍摄了X射线图像</p><p> (LCLS),以惊人的快速一两冲紫激光(40万亿分之一秒)和X射线(60万亿分之一秒)击中铁电样品</p><p>研究人员分析了数千张图像中的信息,以确定光伏机制</p><p> Lindenberg表示,铁电材料产生比传统硅基材料高得多的电压,这使得它们成为制造太阳能电池的有吸引力的选择</p><p>但它们非常低的光转换效率已经排除了商业应用</p><p>他说,现在研究人员了解其潜在的机制,他们可以更有效地创造更适合光伏应用的铁电材料</p><p>资料来源:SLAC国家加速器实验室Mike Ross图片: