Според мрежата на организации на физичари, неодамна е објавено дека финските истражувачи развиле фотодетектор од црн силициум со надворешна квантна ефикасност од 130%, што е прв пат ефикасноста на фотоволтаичните уреди да ја надмине теоретската граница од 100%, што се очекува значително да ја подобри ефикасноста на фотоелектричните уреди за детекција, а овие уреди се широко користени во автомобили, мобилни телефони, паметни часовници и медицинска опрема.
Фотодетектор е сензор кој може да мери светлина или друга електромагнетна енергија, да конвертира фотони во електрична струја, а апсорбираните фотони формираат парови електрон-дупка. Фотодетекторот вклучува фотодиода и фототранзистор итн. Квантната ефикасност се користи за дефинирање на процентот на фотони примени од уред како што е фотодетектор во пар електрон-дупка, односно квантната ефикасност е еднаква на бројот на фотогенерирани електрони поделен со бројот на инцидентни фотони.
Кога инцидентен фотон произведува електрон во надворешно коло, надворешната квантна ефикасност на уредот е 100% (претходно се сметаше за теоретска граница). Во најновата студија, фотодетекторот од црн силициум имал ефикасност до 130 проценти, што значи дека еден инцидентен фотон произведува околу 1,3 електрони.
Според истражувачите од Универзитетот Алто, тајното оружје зад ова големо откритие е процесот на множење на носителот на полнеж што се случува во рамките на единствената наноструктура на фотодетекторот од црн силициум, кој е активиран од фотони со висока енергија. Претходно, научниците не беа во можност да го набљудуваат феноменот во реални уреди бидејќи присуството на електрични и оптички загуби го намалуваше бројот на собрани електрони. „Нашите наноструктурирани уреди немаат рекомбинација и немаат загуба на рефлексија, така што можеме да ги собереме сите множени носители на полнеж“, објасни водачот на студијата, професорката Хера Северн.
Оваа ефикасност е потврдена од Институтот за физичка технологија на Германското национално метролошко друштво (PTB), најточната и најдоверлива услуга за мерење во Европа.
Истражувачите забележуваат дека оваа рекордна ефикасност значи дека научниците можат значително да ги подобрат перформансите на фотоелектричните уреди за детекција.
„Нашите детектори предизвикаа голем интерес, особено во областите на биотехнологијата и следењето на индустриските процеси“, рече д-р Мико Џунтуна, извршен директор на ElfysInc, компанија во сопственост на Универзитетот Алто. Се наведува дека тие почнале да произведуваат вакви детектори за комерцијална употреба.
Време на објавување: 11 јули 2023 година