了解鈣鈦礦材料CaTiO3

/了解鈣鈦礦材料CaTiO3鈣鈦礦是一種鈣鈦氧化物礦物，化學(xué)式為CaTiO3.術(shù)語(yǔ)“鈣鈦礦”和“鈣鈦礦結(jié)構(gòu)”常常被使用，相像它們可以互換一樣。事實(shí)上，真正的鈣鈦礦（礦物）是由CaTiO3形式的鈣、鈦和氧構(gòu)成，而鈣鈦礦結(jié)構(gòu)是具有通用形式ABX3的任何物質(zhì)，而且與鈣鈦礦（礦物）具有相同的晶體結(jié)構(gòu)。在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中，“A”和“B”是兩種大小特別不同的陽(yáng)離子，而X是與兩者結(jié)合的陰離子。鈣鈦礦存在于阿肯色州MagnetCove的接觸碳酸鹽矽卡巖中、維蘇威火山噴出的變質(zhì)石灰?guī)r塊中、烏拉爾和瑞士的綠泥石和滑石片巖中，以及作為堿性和鎂鐵質(zhì)火成巖的輔佑襄助礦物。鈣鈦礦材料從何而來(lái)？鈣鈦礦是由鈦酸鈣（CaTiO3）構(gòu)成的鈣鈦氧化物礦物。“鈣鈦礦”這一名稱(chēng)也適用于具有相同CaTiO3（XIIA2+VIB4+X23）晶體結(jié)構(gòu)的一類(lèi)化合物，稱(chēng)為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。很多不同的陽(yáng)離子可以嵌入這種結(jié)構(gòu)中，這使得開(kāi)發(fā)各種工程材料成為可能。GustavRose于1839年在俄羅斯烏拉爾山脈發(fā)覺(jué)了鈣鈦礦，并以俄羅斯礦物學(xué)家LevPerovski（17921856）的名字命名。鈣鈦礦材料是如何制成的？鈣鈦礦結(jié)構(gòu)具有通用形式ABX3，而且這種形式的任何晶體結(jié)構(gòu)都指定了這個(gè)名稱(chēng)。真正的鈣鈦礦材料是以CaTiO3的形式由氧、鈦和鈣制成的。然而，鈣鈦礦這個(gè)詞也指一種具有分子式ABX的陶瓷氧化物。這些化合物被稱(chēng)為堿金屬鹵化物鈣鈦礦、無(wú)機(jī)氧化物鈣鈦礦和有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦。Bridgmanite是一種硅酸鹽，分子式為（Mg,Fe）SiO3，是地幔中最常見(jiàn)的礦物。它接受高壓下的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。與SiO68?八面體單元相比，SiO44?隨著壓力上升，占主導(dǎo)地位的含二氧化硅礦物中的四周體單元變得不穩(wěn)定。在下地幔的壓力和溫度條件下，第二豐富的元素可能是（Mg，F(xiàn)e）氧化物結(jié)構(gòu)的巖鹽方鎂石。鈣鈦礦材料與量子點(diǎn)制造業(yè)有何關(guān)系？鈣鈦礦材料是光伏產(chǎn)業(yè)的后起之秀。它們制造成本低、易于制造且特別有效。更好的是，它們是新顯現(xiàn)的，在更強(qiáng)大的太陽(yáng)能電池方面還有很多需要探究。鈣鈦礦材料也用于LED技術(shù)。量子點(diǎn)（QD）是一類(lèi)特別有用的半導(dǎo)體材料，具有迷人的發(fā)光特性，包含適應(yīng)LED和太陽(yáng)能電池發(fā)射的任何波長(zhǎng)光的本領(lǐng)。目前正在開(kāi)發(fā)一種基于鈣鈦礦材料的新型量子點(diǎn)。鈣鈦礦量子點(diǎn)是納米晶體半導(dǎo)體。它們比金屬硫族化物量子點(diǎn)更能防范缺陷，而且它們具有優(yōu)異的光致發(fā)光量子產(chǎn)率和已經(jīng)等于或超過(guò)金屬硫族化物量子點(diǎn)的高色純度。這些特性對(duì)于電子和光電應(yīng)用來(lái)說(shuō)是特別理想的，這意味著鈣鈦礦量子點(diǎn)在現(xiàn)實(shí)世界中具有巨大的應(yīng)用潛力，包含LED顯示器和帶有量子點(diǎn)的太陽(yáng)能電池。鈣鈦礦材料因其杰出的光伏性能而受到討論界的極大關(guān)注。近來(lái)的討論表明，將鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)的尺寸減小到只有幾納米可以產(chǎn)生具有特別高的光致發(fā)光量子產(chǎn)率和杰杰出純度的量子點(diǎn)。這些量子點(diǎn)特別堅(jiān)固，由于它們不需要任何表面鈍化*來(lái)保持它們的高PLQY（分子或材料的光致發(fā)光量子產(chǎn)率或PLQY定義為發(fā)射的光子數(shù)為光子吸取）。在缺陷和陷阱位置的情況下，它們的能量位于帶隙之外，在導(dǎo)帶或價(jià)帶中。這些鈣鈦礦材料納米晶體很簡(jiǎn)單在膠體懸浮液中合成，也很簡(jiǎn)單使用現(xiàn)成的加工技術(shù)整合到光電器件中。這意味著它們?cè)趯?lái)技術(shù)中具有很大的應(yīng)用潛力。鈣鈦礦量子點(diǎn)應(yīng)用與其他類(lèi)型的量子點(diǎn)相比，鈣鈦礦量子點(diǎn)的討論較少。然而，迄今為止，鈣鈦礦量子點(diǎn)已被證明在光電子學(xué)和納米技術(shù)以及各種不同的應(yīng)用中極為有效。例如，鈣鈦礦量子點(diǎn)用于制造太陽(yáng)能電池，其功率轉(zhuǎn)換效率超過(guò)了基于更傳統(tǒng)納米晶體半導(dǎo)