半导体油漆的光辉来自华丽的量子物理。

LED灯、显示器和优质太阳能电池板是半导体技术的一次革命，它能有效地将能量转换成光，反之亦然。现在，下一代半导体材料即将面世，在一项新的研究中，研究人员发现了在光技术和光电转换潜力背后的古怪物理现象。

将这些新兴的所谓的混合半导体的量子特性与它们的前辈们的量子特性进行比较，就好像将大剧院芭蕾舞剧比作跳跳。佐治亚理工学院的研究人员领导的一个物理化学家团队说，量子粒子的旋转团在新兴材料中波动，轻松地创造出非常理想的光电（光电）特性。

在已建立的半导体中，这些相同的性质是不切实际的。

穿过这些新材料的粒子也使材料本身参与到量子作用中，类似于舞者引诱地板与之共舞。研究人员能够测量由跳舞引起的物质中的图案，并将它们与新出现的物质的量子性质和引入物质的能量联系起来。

这些见解有助于工程师们与新一代半导体进行富有成效的合作。WPA60601BR

异常灵活的半导体

新兴物质容纳不同的、偏心的量子粒子运动的能力，类似于舞蹈演员，直接与它在分子水平上的异常灵活性有关，类似于加入舞蹈的舞池。相比之下，已建立的半导体具有刚性、直链的分子结构，使其与量子粒子跳舞。

研究人员所研究的杂化半导体类别被称为卤化物有机-无机钙钛矿（HOIP），将在底部更详细地解释，以及“杂化”半导体名称，它结合了半导体中常见的晶体晶格和一层创新的弯曲材料。

除了其独特的辐射和能源效率的承诺，启闭机易于生产和应用。WPA60601BR

画上它们

佐治亚理工学院化学和生物化学教授卡洛斯·席尔瓦说：“一个令人信服的优势是，提升机是用低温制造的，并在溶液中处理。”西尔瓦与佐治亚理工学院的Ajay Ram Srimath Kandada和意大利理工学院的Istituto Italiano di Tecnologia一起领导了这项研究。

大多数半导体需要高温才能小批量生产，而且它们的表面很坚硬，但是可以在吊点上涂上发光二极管、激光器，甚至窗玻璃，它们可以发出从海蓝宝石到紫红色的任何颜色的光。用升降机照明可能只需要很少的能量，太阳能电池板制造商可以提高太阳能电池的效率并降低生产成本。

由佐治亚理工学院领导的团队包括比利时蒙斯大学和意大利理工学院的研究人员。研究结果发表在2019年1月14日的《自然材料》杂志上。这项工作是由美国国家科学基金会、欧盟地平线2020、加拿大自然科学和工程研究委员会、Fuy Beo Coi-Pras-ReChChe和比利时联邦科学政策办公室资助的。nbsp；nbsp；

量子跃迁

光电器件中的半导体既可以把光转换成电，也可以把电转换成光。研究人员集中研究与后者相关的过程：光发射。

让一种材料发光的诀窍是，广义地说，把能量应用到材料中的电子上，使它们从围绕原子的轨道上跃迁一次，然后当它们跳回到它们已经腾出的轨道上时，以光的形式发射能量。成熟的半导体可以将电子困在严格限制电子运动范围的材料中，然后将能量施加到这些区域，使电子在一致地跳回去时进行量子跃迁，从而发出有用的光。

席尔瓦说：“这些是量子阱，是材料的二维部分，限制了这些量子特性，从而创造出这些特殊的光发射特性。”