日本千葉大學與大阪大學、京都大學共同合作，成功利用金屬鹵化物鈣鈦礦材料進行以光冷卻物質的「半導體光學冷卻」實證。金屬鹵化物鈣鈦礦因具有高發光效率的特徵，可望成為次世代太陽電池、發光元件材料而備受關注。一般物質在發光釋放能量時，剩餘的能量會以熱的形式放出，導致溫度上升。然而，鈣鈦礦具有發光能量高於所吸收的光能量之「反斯托克斯(Anti-Stokes)」發光特性，若能達到100%的發光效率，隨著照射的光越多，透過發光的能量損失就越多，物質溫度及隨之降低。
實際上，這種光學冷卻已在分散有近乎100%發光效率之離子的稀土類結晶得到證實，然而由於光的吸收率較小，因此尚有不得不將冷卻元件擴大，且低溫冷卻有其限制等問題。有鑑於此，研究團隊將重點放在耐用且可維持高發光效率之結晶內點狀型(Dot-in Crystal)鈣鈦礦結構，並以實現半導體的光學冷卻為目標，持續進行研究。研究中使用了由CsPbBr3組成的鈣鈦礦量子點嵌入Cs4PbBr6晶體中之結晶內點狀型結構(CsPbBr3/Cs4PbBr6)。
當半導體受光照射時，會生成由電子與電洞組成的激子，並在激子重新結合時發光。另一方面，當激子密度增加，會表現出不發光而放熱並重新結合的「歐傑復合(Auger Recombination)」過程。由於半導體量子點中發生歐傑復合，因此在強光照射後不會發生光學冷卻，反而是產生光學加熱。研究團隊利用時間分解發光光譜調查了歐傑復合過程發生的可能性，結果顯示，即使在相對較弱的強度下也會發生光學加熱。因此，為了能選擇性地僅照射發光效率高的部分，團隊製作了微米尺寸的結晶，並使用許多微米結晶體進行光學冷卻實驗。實驗確認在多個樣本中觀察到了冷卻現象，且隨著改變激發光的強度，也觀察到由冷卻轉變為加熱的過程。
透過本次研究可知光學冷卻取決於歐傑復合的限制，並證實了隨著激發光強度的變化會從冷卻轉變為加熱。為實現更低溫的光學冷卻，須增加量子點的密度並防止歐傑復合，而其中一種方法即是使用大尺寸的量子點，但預期發光效率仍將難以提升。今後研究團隊將投入量子點周圍的物質改善研究，期減少歐傑復合的發生。