提到钙钛矿，大家应该都很熟悉这种材料在太阳能领域的应用，但除了太阳能板外，钙钛矿于 IC 领域其实也有发光机会。由东华大学、海洋大学及洛杉矶加大教授组成的跨领域研究团队，最近成功找到将太阳能材料、激光与半导体积体电路整合的关键技术，让开发出更轻薄、低耗能且可规模化量产的激光元件。
钙钛矿（MAPbI3）是一种新兴太阳能材料，优点在于容易合成（原物料混一混加热就能生长出来）、发光特性容易调整（调整材料比例就能输出不同波段的光）以及具备优异光电特性等，比起传统硅晶，钙钛矿更容易做出大面积太阳能电池，甚至涂覆在各种基材上做出可弯曲、各种颜色的太阳能电池。
不过除了“吸光放电”的太阳能电池，钙钛矿作为光纤元件在积体光学芯片方面也扮演关键角色，被视为下世代全光化积体电路重要目标。考虑到目前全球积体电路已进入数个奈米以下的微小制程，实现更低能耗与微型化光纤激光也更加势在必行。
奈何多数钙钛矿激光元件散热性较差，仅能于低温运作，且激光效率低落，还需繁琐制程，仍卡在高成本低实用的瓶颈中。对此，东华大学物理系赖建智教授、马远荣教授、海洋大学光电系罗家尧教授以及洛杉矶加大电机系刘佳明教授等人，决定尝试研发简易、低成本、可量产的钙钛矿激光元件制程，并克服现有钙钛矿激光散热不佳问题，历经 2 年研究，终于将单晶光纤与钙钛矿结合成微型波导高效率发光材料。
该团队除了成功开发简易、低成本及可量产涂布制程，还领先全球，首次在室温下实现极低能耗太阳能材料激光，一举突破科学界多年来瓶颈，并大幅缩小激光体积至比人类头发还要细的单晶光纤上。
赖建智教授表示，未来还希望透过改变钙钛矿材料成分，进一步得到多波长输出的光纤激光，取代前端半导体激光光源及现有昂贵设备。新论文发表在《Advanced Materials》期刊。
▲ 钙钛矿激光研究团队合影。（Source：科技部提供）
（首图来源：科技新报）
