科学家正持续深入探索钙钛矿材料的机制，好让他们能在太阳能、LED 领域大放光彩。最近加拿大科学家则发现钙钛矿意想不到的状态“量子滴（quantum drop）”，将有助推动材料的应用与发展。
钙钛矿是种半导体材料，拥有高效率、低成本太阳能电池以及 LED 应用前景，近年来颇受瞩目，而他也有一项特色，即使晶体存有缺陷，还是可以继续运作。通常在半导体制造，都需要严谨且昂贵的制程来打造无缺陷的晶体，才能让后续完工的半导体组件顺利运作，就好比硅晶太阳能需要真空与超过 1,000℃ 的高温制造环境。
麦基尔大学化学副教授 Patanjali Kambhampati 表示，这也是研究的伊始，探讨“有缺陷的材料如何完美工作”。最近又对钙钛矿材料有更深入了解，发现全新的物质状态。
过去研究人员透过状态解析激发探测光谱，溴化铯铅钙钛矿晶体发现类似量子限制（quantum confinement）的机制，意即奈米材料的尺寸愈小时，材料发光强度愈强，发光的波长愈短，但这通常只有在小至奈米颗粒才会看到，钙钛矿却明显大于量子点，还是有类似现象。
（Source：麦基尔大学）
这次团队再深入寻找背后秘密，发现钙钛矿虽然是种固体物质，实际上却有液态某些特质。之所以会将两个相对的形容为放到钙钛矿，麦基尔大学团队表示，钙钛矿原子晶格的结构促成这般对偶性，原子晶格遇到自由电子会变形，这也称为极化子形成（polaron formation），若要简单形容变形方式，团队举例“有如弹跳床”。
团队指出，当把重物丢到弹跳床中心，弹跳床会吸收这些能量，让重物逐渐不再弹跳、趋于静止，不过钙钛矿晶体的变形晶格结构正好相反，特殊的电子动力学让能量增加，因此才会有类似量子点的效果。Kambhampati 表示，通常极化子是将所有东西限制在界限分明的区域。如今可证明的是，极化子与机子混合成看似液态量子点的物质，或许可称之为“量子滴”。
团队希望量子滴研究能有助于人们更加了解缺陷容忍材料的运作。
- New state of matter unlocks a secret of perovskite solar cells
- Study of promising photovoltaic material leads to discovery of a new state of matter
（首图来源：pixabay）
