科學家們用硫系鈣鈦礦BaZrS3（一種硫系鈣鈦礦）制備了薄膜，并證實這些材料具有理論界預測的有用的電子和光學特性。這些薄膜結合了超強的光吸收和良好的電荷傳輸特性，這兩個特性使它們成為光電和LED等應用的理想選擇。

例如，在太陽能電池板中，實驗結果表明，BaZrS3薄膜比厚度相同的傳統硅基材料更能有效地將太陽光轉化為電能，Buffalo College of Arts and Sciences物理系教授、首席研究員Hao Zeng說。這可能會降低太陽能成本，特別是因為即使在有缺陷的情況下，新薄膜的表現也令人欽佩。（Zeng教授解釋說，制造近乎完美的材料通常更貴。）

“幾十年來，只有少數半導體材料被使用，硅是主導材料，”Zeng說我們的薄膜為半導體研究開辟了新的方向。我們有機會探索一種全新材料的潛力。”

這項研究發表在11月的《Nano Energy》雜志上。

該項目由US Department of Energy （DOE）SunShot award 和National Science Foundation （NSF）可持續化學、工程和材料獎資助，包括UB；來自中國的太原師范大學、南方科技大學、西安交通大學和中國科學院；Los Alamos National Laboratory；Rensselaer Polytechnic Institute；的研究人員的貢獻。

理論預測啟發的實驗

近年來，理論界計算出各種硫系鈣鈦礦應具有有用的電子和光學性質，這些預測引起了Hao Zeng等實驗學家的興趣和想象。

BaZrS3并不是一種全新的材料。Zeng研究了該化合物的歷史，發現了可以追溯到20世紀50年代的信息，“它已經存在了半個多世紀了。”他說。在早期的研究中，尼亞加拉大瀑布的一家公司以粉末的形式生產了它。我認為人們很少關注它。”

研究人員利用激光加熱和蒸發鋇鋯氧化物，制備了BaZrS3薄膜。蒸汽沉積在藍寶石表面，形成一層薄膜，然后通過一種叫做硫化的化學反應轉化為最終的材料。

“傳統上，半導體研究主要集中在傳統材料上，”Hui說這是一個探索新事物的機會。硫族化鈣鈦礦與廣泛研究的鹵化物鈣鈦礦有一些相似之處，但不受后者材料的毒性和不穩定性的影響。

“現在我們已經有了一個由BaZrS3制成的薄膜，我們可以研究它的基本特性，以及它如何應用于太陽能電池板、LED、光學傳感器和其他應用，”Wei說。（來源：CSC化合物半導體）