محققان ثابت کردند که اکسید کرم لانتانیوم می‌تواند با نور مرئی و فرابنفش برهمکنش دهد. این موضوع به مدت ۲۰ سال محل بحث میان دانشمندان بود.
استفاده از اکسید کرم لانتانیوم برای پیل‌های خورشیدی
محققان ثابت کردند که اکسید کرم لانتانیوم می‌تواند با نور مرئی و فرابنفش برهمکنش دهد. این موضوع به مدت ۲۰ سال محل بحث میان دانشمندان بود.
یک گروه تحقیقاتی از آزمایشگاه ملی نورث‌وست پاسیفیک با همکاری محققانی از دانشگاه کالج لندن و دانشگاه بین‌المللی فلوریدا نشان دادند که چگونه یک ماده اکسیدی، اکسید کرم لانتانیوم، می‌تواند با نور مرئی و فرابنفش برهمکنش داشته باشد.
این موضوع چرا مهم است؟ جذب نور خورشید توسط این ماده برای تبدیل به الکتریسیته اهمیت زیادی دارد. نور خورشید در همه جا به‌صورت فراوان و رایگان وجود دارد بنابراین منبع مناسبی برای تولید انرژی است.
تنها برخی از مواد می‌توانند نور را جذب کرده و به الکتریسیته تبدیل کنند به این مواد نیمه‌هادی گفته می‌شود. نیمه‌هادی‌ها مواد هستند که تنها بخشی از الکتریسیته را از خود عبور می‌دهند دلیل این امر باند ظرفیت آنها است. الکترون‌ها در این باند حرکت نمی‌کنند بنابراین الکتریسیته از این باند به جریان در نمی‌آید. باند دیگری موسوم به باند هدایت وجود دارد که الکترون‌ها در این باند حرکت می‌کنند. در مواد نیمه‌هادی تعداد الکترون‌ها در این باند نسبت به فلزات کمتر است. زمانی که به نیمه‌هادی‌ها نور تابیده می‌شود الکترون‌ها تحریک شده و به لایه هدایت وارد می‌شوند با این کار جریان الکتریکی ایجاد می‌شود. یافتن راهی برای تحریک الکترون با جذب بیشتر نور می‌تواند کارایی پیل‌های خورشیدی را بهبود دهد.
گالیم، کادمیم، تلوریم و آرسنیک نیمه‌هادی‌هایی هستند که سمی بوده و از زمره ترکیبات کمیاب قلمداد می‌شوند. از سوی دیگر این مواد با اکسیژن واکنش داده و در سطح آنها اکسیدهایی ایجاد می‌شود که خواص آنها را تغییر می‌دهد. برای حل این مشکل محققان روی ترکبیات اکسید کرم لانتانیوم متمرکز می‌شوند.
در این پژوهش محققان روشی برای تولید اکسید کرم لانتانیوم بسیار خالص ارائه کردند. برای این کار از روش اپیتاکسی پرتومولکولی استفاده شد. این گروه پس از تولید این ماده به آن پرتوهایی با انرژی مختلف تاباندند. نتایج نشان داد که در چه محدوده طول موجی نور جذب اکسید کرم لانتانیوم می‌شود. با توجه به پیچیدگی‌های موجود در نشر نور، امکان درک این که چه پرتوهایی جذب می‌شوند بدون محاسبات نظری وجود ندارد. این گروه با کمک محاسبات موفق به استخراج این اطلاعات شدند. هرچند در ابتدا تصور می‌شود که انرژی ۳٫۳ الکترون ولتی موجب حرکت الکترون‌ها می‌شود اما نتایج نظری و آزمایشگاهی نشان داد که ۴٫۸ الکترون ولت برای این کار نیاز است.
نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Multiband Optical Absorption Controlled by Lattice Strain in Thin-Film LaCrO3در نشریه Physical Review Letters به چاپ رسیده است.
