Fysikaalisten organisaatioverkkojen mukaan suomalaiset tutkijat ovat kehittäneet mustan pii -valodetektorin, jonka ulkoinen kvanttitehokkuus on 130%, mikä on ensimmäinen kerta, kun aurinkosähkölaitteiden tehokkuus ylittää 100%: n teoreettisen rajan, jonka odotetaan parantavan huomattavasti valosäiliöiden havaitsemislaitteiden ja lääketieteellisten laitteiden laaja -alaisten laitteiden tehokkuutta, ja nämä laitteet ovat laajalti käytettyjä fotoelektrisen tarvikkeiden ja lääketieteellisten laitteiden laitteita.
Valodetektori on anturi, joka voi mitata valoa tai muuta sähkömagneettista energiaa, muuntaa fotonit sähkövirtaan ja absorboituneet fotonit muodostavat elektronireiän paria. Valodetektori sisältää fotodiodin ja fototransistorin jne. Kvanttitehokkuutta käytetään määrittelemään fotonien prosenttiosuus, kuten laitteessa, kuten fotodetetorissa, elektronireiän pariksi, ts. Kvanttitehokkuus on yhtä suuri kuin fotogeneroitujen elektronien lukumäärä, joka on jaettu tapausfotonien lukumäärällä.
Kun tapahtuva fotoni tuottaa elektronin ulkoiseen piiriin, laitteen ulkoinen kvanttitehokkuus on 100% (aikaisemmin ajatellaan olevan teoreettinen raja). Viimeisimmässä tutkimuksessa mustan piin valodetektorin tehokkuus oli jopa 130 prosenttia, mikä tarkoittaa, että yksi tapausfotoni tuottaa noin 1,3 elektronia.
Aalton yliopiston tutkijoiden mukaan tämän suuren läpimurron takana oleva salainen ase on latauskantajan kertolaskuprosessi, joka tapahtuu mustan piin valodetektorin ainutlaatuisessa nanorakenteessa, jonka korkean energian fotonit laukaisevat. Aikaisemmin tutkijat eivät olleet pystyneet tarkkailemaan ilmiötä todellisissa laitteissa, koska sähköisten ja optisten häviöiden läsnäolo vähensi kerättyjen elektronien lukumäärää. "Nanorakenteisilla laitteillamme ei ole rekombinaatiota eikä heijastuksen menetyksiä, joten voimme kerätä kaikki moninkertaiset varauskuljettajat", selitti tutkimuksen johtaja professori Hera Severn.
Tämän tehokkuuden on varmistanut Saksan kansallisen metrologian yhdistyksen fyysisen tekniikan instituutti (PTB), joka on Euroopan tarkin ja luotettavin mittauspalvelu.
Tutkijat huomauttavat, että tämä tietueen tehokkuus tarkoittaa, että tutkijat voivat parantaa huomattavasti fotoelektristen havaitsemislaitteiden suorituskykyä.
"Ilmaisimemme ovat herättäneet paljon kiinnostusta, etenkin bioteknologian ja teollisuusprosessien seurannan aloilla", sanoi Aalto -yliopiston omistaman Elfysincin toimitusjohtaja Dr. Mikko Juntuna. On todettu, että he ovat alkaneet valmistaa tällaisia ilmaisimia kaupalliseen käyttöön.
Viestin aika: heinäkuu-11-2023