能够使用可见光的窄间隙半导体由于其多功能性而引起了人们的极大兴趣。现在，的科学家已经开发出了一种新型半导体材料，并对其进行了表征，该材料可用于受光激发的工艺组件。这些发现首次提出了一种新的方法，可以减少廉价且无毒的锡基氧化物半导体的带隙，从而实现高效的光基应用。

可以利用无所不在的可见光谱用于不同技术应用的半导体将为材料世界带来福音。但是，这样的半导体通常价格不菲，并且通常是有毒的。如今，东京工业大学和九州大学的一组材料科学家已经合作开发出一种便宜的，无毒的窄间隙半导体材料，该材料具有潜在的“基于光的”或光功能应用。材料。

含锡的氧化物半导体比大多数半导体材料便宜，但是它们的光功能应用受到宽光学带隙的限制。由东京工业大学化学系副教授前田一彦(Kazuhiko Maeda)博士领导的上述科学家团队开发了一种钙钛矿基半导体材料，该材料不含有毒铅并且可以吸收多种可见光(图1)。 1)。研究小组将氢离子“掺杂”或故意引入了含锡半导体材料中。这样，由于伴随氢化物离子掺杂的锡成分的化学还原，他们成功地将带隙从4 eV减小到2 eV。

科学家还能够通过物理化学测量来确定半导体材料中至关重要的锡还原反应。这种减少导致产生“锡孤电子对”，其不同的电子态显着地促进了材料的可见光吸收。他们还将这种所需的特性归因于事先将氧缺陷引入材料中。也是该研究的通讯作者的前田博士强调了氧缺陷的重要性，他解释说：“通过Y 3+替代Sn 4+预先将氧缺陷引入BaSnO 3也是必不可少的。减少带隙。”

为了确认所开发的半导体材料确实具有光功能性，科学家测试了半导体材料在光电极中的适用性。他们观察到，显影的材料给出了高达预期的600 nm的清晰的阳极光响应。

在谈到这项研究的影响时，九州大学工程学院教授桂树胜郎博士以及该研究的另一位通讯作者说：“总体而言，这项研究使廉价产品的发展有了巨大飞跃。 ，无毒，光学带隙窄，用于太阳能电池，光催化和颜料的实际应用的含锡半导体材料。”

得益于研究人员的努力，我们有望在具有多种应用的几种新型无铅可见光吸收材料的开发方面取得重大进展。