千葉大學的山田泰裕教授及其團隊與大阪大學等合作，成功開發了一種在雷射照射下會發光並變冷的物質。這種物質使用了易於吸收光線的「鈣鈦礦型」結構晶體。這一發現或將推動新型冷卻元件的開發。
新開發的物質具有發光即冷卻的性質（供圖：千葉大學的山田教授）
這種物質是由銫、鉛、溴構成的鈣鈦礦結構的晶體構成的。部分擁有鈣鈦礦結構的晶體具有良好的光吸收性能，基於這一性能的「鈣鈦礦型太陽能電池」因其高轉化效率且靈活性強而備受矚目。
此次開發的物質能夠吸收特定波長的雷射並發光，並具有發光時釋放的光比照射發光能量量更高的特性。物質的能量被消耗，所以導致其溫度下降。持續光照10分鐘左右之後，物質的溫度降低了10攝氏度左右。
目前，作爲冷卻元件普遍使用的是 「珀爾帖元件（Peltier）」，透過通電使一側釋放熱量，另一側吸熱進行冷卻。但這種元件必須具備熱放射的空間。而此次開發的材料是透過發射光線來降低物質溫度的，因此即使在宇宙空間等無法傳導熱量的真空環境中，也能夠降低溫度，未來應用前景廣闊。
此外，由於該物質在通電時也會發光，因此可以實施透過電力進行冷卻，這也爲發光失溫冷卻元件的開發提供了可能。透過消除晶體的缺陷與雜質，還能進一步提高其冷卻效率。未來，研究團隊將合成冷卻效率更高或尺寸更大的晶體，以推進其實際應用。
原文：《日本經濟新聞》電子版、2024/9/16
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Nano Letters
論文：Optical cooling of dot-in-crystal halide perovskites: challenges of nonlinear exciton recombination
DOI：10.1021/acs.nanolett.4c02885
