Anot fizikų organizacijos tinklo, neseniai pranešė, kad suomių mokslininkai sukūrė juodo silicio fotodetektorių, kurio išorinis kvantinis efektyvumas yra 130%, o tai yra pirmas kartas, kai fotovoltinių prietaisų efektyvumas viršija teorinę 100% ribą, o tai, tikimasi, labai padidės. pagerinti fotoelektrinių aptikimo prietaisų efektyvumą, šie įrenginiai plačiai naudojami automobiliuose, mobiliuosiuose telefonuose, išmaniuosiuose laikrodžiuose ir medicinos įrangoje.
Fotodetektorius – tai jutiklis, galintis matuoti šviesą ar kitą elektromagnetinę energiją, fotonus paversti elektros srove, o sugerti fotonai sudaro elektronų skylių poras. Fotodetektorius apima fotodiodą, fototranzistorių ir tt Kvantinis efektyvumas naudojamas nustatyti fotonų, kuriuos į elektronų skylių porą priima toks prietaisas kaip fotodetektorius, procentą, ty kvantinis efektyvumas yra lygus fotogeneruotų elektronų skaičiui, padalijus iš incidentų fotonų skaičius.
Kai krintantis fotonas sukuria elektroną į išorinę grandinę, įrenginio išorinis kvantinis efektyvumas yra 100% (anksčiau manyta, kad tai buvo teorinė riba). Naujausiame tyrime juodojo silicio fotodetektoriaus efektyvumas siekė iki 130 procentų, o tai reiškia, kad vienas krintantis fotonas gamina apie 1,3 elektrono.
Pasak Aalto universiteto mokslininkų, slaptas ginklas, slypintis už šio didelio proveržio, yra krūvininkų dauginimo procesas, vykstantis unikalioje juodojo silicio fotodetektoriaus nanostruktūroje, kurią sukelia didelės energijos fotonai. Anksčiau mokslininkai negalėjo stebėti šio reiškinio tikruose įrenginiuose, nes dėl elektrinių ir optinių nuostolių sumažėjo surinktų elektronų skaičius. „Mūsų nanostruktūriniai prietaisai neturi rekombinacijos ir atspindžio praradimo, todėl galime surinkti visus padaugintus krūvininkus“, – paaiškino tyrimo vadovė profesorė Hera Severn.
Šį efektyvumą patikrino Vokietijos nacionalinės metrologijos draugijos (PTB) Fizikinės technologijos institutas – tiksliausia ir patikimiausia matavimo tarnyba Europoje.
Tyrėjai pažymi, kad šis rekordinis efektyvumas reiškia, kad mokslininkai gali labai pagerinti fotoelektrinių aptikimo prietaisų veikimą.
„Mūsų detektoriai sukėlė didelį susidomėjimą, ypač biotechnologijų ir pramonės procesų stebėjimo srityse“, – sakė Dr. Mikko Juntuna, Aalto universitetui priklausančios bendrovės „ElfysInc“ generalinis direktorius. Pranešama, kad jie pradėjo gaminti tokius detektorius komerciniam naudojimui.
Paskelbimo laikas: 2023-07-11