A fizikusok szervezete szerint a hálózat nemrégiben arról számolt be, hogy a finn kutatók olyan fekete szilícium -fotodetektort fejlesztettek ki, amelynek külső kvantumhatékonysága 130%, ez az első alkalom, hogy a fotovoltaikus eszközök hatékonysága meghaladja a 100%-os elméleti határértéket, amely várhatóan jelentősen javítja a fotoelektromos észlelési eszközök hatékonyságát, és ezeket az eszközöket széles körben használják az autókban, a mobiltelefonokban és az orvosi felszerelésekben.
A fotodetektor olyan érzékelő, amely képes mérni a fényt vagy más elektromágneses energiát, konvertálni a fotonokat elektromos árammá, és az abszorbeált fotonok elektron-lyukpárokat képeznek. A fotodetektor magában foglalja a fotodiódot és a fototranzisztort stb. A kvantumhatékonyságot arra használják, hogy meghatározzuk a fotonok, például a fotodetektor által kapott fotonok százalékát egy elektron-lyuk párba, azaz a kvantumhatékonyság megegyezik a beeső fotonok számával elosztott fotogenerált elektronok számával.
Amikor egy incidens foton elektronot hoz létre egy külső áramkörbe, akkor az eszköz külső kvantumhatékonysága 100% (korábban úgy gondolták, hogy az elméleti határ). A legfrissebb tanulmányban a fekete szilícium fotodetektor hatékonysága akár 130 százalék is volt, ami azt jelenti, hogy az egyik beeső foton körülbelül 1,3 elektronot termel.
Az Aalto Egyetemi Kutatók szerint a fő áttörés mögött meghúzódó titkos fegyver a töltés-hordozó szorzási folyamat, amely a fekete szilícium fotodetektor egyedi nanostruktúráján belül zajlik, amelyet nagy energiájú fotonok váltanak ki. Korábban a tudósok nem tudták megfigyelni a jelenséget a valós eszközökön, mivel az elektromos és optikai veszteségek jelenléte csökkentette az összegyűjtött elektronok számát. „A nanostrukturált eszközeinknek nincs rekombinációja és nincs reflexió -vesztesége, így összegyűjthetjük az összes szaporodott töltőhordozót” - magyarázta Hera Severn, a tanulmányvezető professzor.
Ezt a hatékonyságot a Német Nemzeti Metrológiai Társaság (PTB), a legpontosabb és legmegbízhatóbb mérési szolgáltatás Európában ellenőrizte.
A kutatók megjegyzik, hogy ez a rekord hatékonysága azt jelenti, hogy a tudósok jelentősen javíthatják a fotoelektromos detektáló eszközök teljesítményét.
"Detektoraink nagy érdeklődést váltottak ki, különösen a biotechnológia és az ipari folyamatok megfigyelése területén" - mondta Dr. Mikko Juntuna, az Aalto Egyetem tulajdonában lévő Elfysinc vezérigazgatója. Úgy tűnik, hogy megkezdték az ilyen detektorok gyártását kereskedelmi felhasználásra.
A postai idő: július-2011-2023