當(dāng)亞碲酸鹽玻璃暴露在飛秒激光下時(shí)會(huì)發(fā)生什么？洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院Galatea實(shí)驗(yàn)室的Gözden Torun與東京工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家合作，在她的論文工作中試圖回答這個(gè)問(wèn)題，她的發(fā)現(xiàn)有朝一日可能將窗戶(hù)變成單一材料的光收集和傳感裝置。該研究成果發(fā)表在近期的《物理評(píng)論應(yīng)用》上。

圖片:turning-glass-into-a-t.jpg

通過(guò)使用飛秒激光蝕刻半導(dǎo)體圖案，將碲酸鹽玻璃轉(zhuǎn)化為“透明”的光能收集器。

科學(xué)家們對(duì)亞碲酸鹽玻璃中的原子在暴露于高能飛秒激光的快速脈沖時(shí)會(huì)如何重組感興趣，偶然發(fā)現(xiàn)了納米級(jí)碲和氧化碲晶體的形成，這兩種半導(dǎo)體材料都蝕刻在玻璃中，精確地位于玻璃暴露的位置。這是科學(xué)家們的靈光一現(xiàn)，因?yàn)楸┞对谌展庀碌陌雽?dǎo)體材料可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)電。

圖片:搜狗截圖20240130130249.png

示意圖：器件制備步驟（a）-（c）和光電導(dǎo)性表征方法（d）。

EPFL的Galatea實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Yves Bellouard解釋道：“碲是半導(dǎo)體，基于這一發(fā)現(xiàn)，我們想知道是否可以在亞碲酸鹽玻璃表面寫(xiě)上耐久的圖案，當(dāng)暴露在光線(xiàn)下時(shí)，可以可靠地誘導(dǎo)電流，答案是肯定的。這項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)有趣的變化是，在這個(gè)過(guò)程中不需要額外的材料。你所需要的是亞碲酸鹽玻璃和飛秒激光來(lái)制造一種有源光電導(dǎo)材料�！�

使用東京工業(yè)大學(xué)同事生產(chǎn)的亞碲酸鹽玻璃，洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)利用他們?cè)陲w秒激光技術(shù)方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)對(duì)玻璃進(jìn)行改性，并分析激光的效果。在直徑1厘米的亞碲酸鹽玻璃表面暴露一個(gè)簡(jiǎn)單的線(xiàn)條圖案后，Torun發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將其暴露在紫外線(xiàn)和可見(jiàn)光譜下時(shí)，它可以產(chǎn)生電流，并且可以持續(xù)數(shù)月。

伊夫·貝盧瓦說(shuō)：“這太棒了，我們正在利用光將玻璃轉(zhuǎn)化為半導(dǎo)體。我們基本上是在將材料轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，或許正在接近煉金術(shù)士的夢(mèng)想�！�

相關(guān)鏈接：https://phys.org/news/2024-01-glass-transparent-energy-harvester.html

論文下載： PhysRevApplied.21.014008.rar (1713 K) 下载次数:1