所有無機(jī)銫鉛鹵化鈣鈦礦半導(dǎo)體由于其低閾值、高量子效率和低成本等獨(dú)特的性質(zhì)，對于納米激光器、發(fā)光二極管（LED）和太陽能電池等都具有巨大的應(yīng)用潛力。然而，鈣鈦礦半導(dǎo)體的高材料折射率阻礙了光子和照明應(yīng)用的出光效率。

最近，由南洋理工大學(xué)（NTU）副教授Wang Hong帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)展示了通過精密電子束光刻技術(shù)制造的具有高出光效率的鈣鈦礦光子晶體。這種鈣鈦礦光子晶體同時(shí)表現(xiàn)了發(fā)光率抑制和光能再分布。

由于光子帶隙效應(yīng)（PBG），他們觀察到自發(fā)發(fā)光率降低了7.9倍，但是這種鈣鈦礦光子晶體的衰減也更慢。由于鈣鈦礦光子晶體薄膜的光能再分布從2-D引導(dǎo)模式轉(zhuǎn)變到垂直方向，他們的團(tuán)隊(duì)還清楚地觀察到發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)了23.5倍，表明了這種鈣鈦礦材料極高的固有出光效率。

與硅相比，他們的研究結(jié)果表明2D光子晶體鈣鈦礦具備第二大出光效率。原本就存在發(fā)光抑制現(xiàn)象，但由于方向耦合改善了發(fā)光，因此下圖中的發(fā)光圖像顯示出與未圖案化的膜相比，光子晶體（PhC）發(fā)光強(qiáng)度更高。

通過將光能重新分配成有用模式來抑制不良的發(fā)光組合，為鈣鈦礦在包括太陽能電池、顯示器和光伏器件等在內(nèi)的各種應(yīng)用提供了重要途徑。

該研究發(fā)表在核心期刊ACS Photonics上。