光で冷える半導体 ~光学冷却の実証に成功~千葉大学,大阪大学,京都大学
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千葉大学などのグループは、次世代太陽電池や発光デバイス材料として期待されるハロゲン化金属ペロブスカイトで、光で物質を冷やす“半導体光学冷却”の実証に成功した。光を使った冷却は、物理的に孤立した状況の物質も冷却でき、従来の冷却手法とは全く異なる応用の可能性がある。
次世代の太陽電池材料などで注目のハロゲン化金属ペロブスカイトの特徴は高い発光効率。発光とは、物質が光のエネルギーを受け取り高エネルギー状態になった後、元の状態に戻るときにまた光を放出する現象。発光により放出されないエネルギーは熱となり、温度上昇に繋がる。
ペロブスカイトの重要な性質に電子-フォノン相互作用が強いことがあり,ペロブスカイトはアンチストークス発光(入射光より高いエネルギーの発光)の性質がある。発光効率100%のアンチストークス発光があれば、物質は光を照射するほどエネルギーを失い、光により物質を冷却できる。