Laŭ la reto de fizikistaj organizaĵoj, finnaj esploristoj evoluigis nigran silician fotodetektilon kun ekstera kvantuma efikeco de 130%, kio estas la unua fojo, ke la efikeco de fotovoltaecaj aparatoj superas la teorian limon de 100%, kio supozeble multe plibonigos la efikecon de fotoelektraj detektiloj, kaj ĉi tiuj aparatoj estas vaste uzataj en aŭtoj, poŝtelefonoj, inteligentaj horloĝoj kaj medicina ekipaĵo.
Fotodetektilo estas sensilo, kiu povas mezuri lumon aŭ alian elektromagnetan energion, konverti fotonojn en elektran kurenton, kaj la sorbitaj fotonoj formas elektron-truajn parojn. La fotodetektilo inkluzivas fotodiodon kaj fototransistoron, ktp. Kvantuma efikeco estas uzata por difini la procenton de fotonoj ricevitaj de aparato kiel fotodetektilo en elektron-truan paron, tio estas, la kvantuma efikeco egalas al la nombro de fotogeneritaj elektronoj dividita per la nombro de incidaj fotonoj.
Kiam incida fotono produktas elektronon al ekstera cirkvito, la ekstera kvantuma efikeco de la aparato estas 100% (antaŭe konsiderata la teoria limo). En la plej nova studo, la nigra silicia fotodetektilo havis efikecon de ĝis 130 procentoj, kio signifas, ke unu incida fotono produktas ĉirkaŭ 1,3 elektronojn.
Laŭ esploristoj de la Universitato Aalto, la sekreta armilo malantaŭ ĉi tiu grava sukceso estas la multiplika procezo de ŝargoportiloj, kiu okazas ene de la unika nanostrukturo de la nigra silicia fotodetektilo, kiu estas ekigita de alt-energiaj fotonoj. Antaŭe, sciencistoj ne povis observi la fenomenon en realaj aparatoj, ĉar la ĉeesto de elektraj kaj optikaj perdoj reduktis la nombron de kolektitaj elektronoj. "Niaj nanostrukturaj aparatoj havas nek rekombinadon nek reflektan perdon, do ni povas kolekti ĉiujn multiplikitajn ŝargoportilojn," klarigis la studgvidanto Profesorino Hera Severn.
Ĉi tiun efikecon kontrolis la Instituto de Fizika Teknologio de la Germana Nacia Metrologia Societo (PTB), la plej preciza kaj fidinda mezurservo en Eŭropo.
La esploristoj rimarkas, ke ĉi tiu rekorda efikeco signifas, ke sciencistoj povas multe plibonigi la funkciadon de fotoelektraj detektiloj.
“Niaj detektiloj vekis multan intereson, precipe en la kampoj de bioteknologio kaj monitorado de industriaj procezoj,” diris D-ro Mikko Juntuna, ĉefoficisto de ElfysInc, kompanio posedata de la Universitato Aalto. Estas raportite, ke ili komencis fabriki tiajn detektilojn por komerca uzo.
Afiŝtempo: 11-a de Julio, 2023