Fyysikkojen organisaatioverkosto raportoi äskettäin, että suomalaiset tutkijat ovat kehittäneet mustan piin valoilmaisimen, jonka ulkoinen kvanttihyötysuhde on 130 %, mikä on ensimmäinen kerta, kun aurinkosähkölaitteiden tehokkuus ylittää teoreettisen 100 %:n rajan, jonka odotetaan nousevan suuresti. parantaa valosähköisten tunnistuslaitteiden tehokkuutta, ja näitä laitteita käytetään laajalti autoissa, matkapuhelimissa, älykelloissa ja lääketieteellisissä laitteissa.
Valodetektori on anturi, joka voi mitata valoa tai muuta sähkömagneettista energiaa, muuntaa fotonit sähkövirraksi ja absorboituneet fotonit muodostavat elektroni-reikäpareja.Valodetektori sisältää fotodiodin ja fototransistorin jne. Kvanttitehokkuutta käytetään määrittämään fotonien prosenttiosuus, jonka laite, kuten valodetektori, vastaanottaa elektroni-reikä-pariksi, eli kvanttitehokkuus on yhtä suuri kuin valogeneroitujen elektronien lukumäärä jaettuna tapahtuvien fotonien määrä.
Kun tuleva fotoni tuottaa elektronin ulkoiseen piiriin, laitteen ulkoinen kvanttihyötysuhde on 100 % (aiemmin ajateltiin teoreettiseksi rajaksi).Uusimmassa tutkimuksessa mustan piin valodetektorin hyötysuhde oli jopa 130 prosenttia, mikä tarkoittaa, että yksi sattuva fotoni tuottaa noin 1,3 elektronia.
Aalto-yliopiston tutkijoiden mukaan salainen ase tämän suuren läpimurron takana on mustan piin valotunnistimen ainutlaatuisessa nanorakenteessa tapahtuva varauskantajan monistumisprosessi, jonka laukaisevat korkeaenergiset fotonit.Aiemmin tiedemiehet eivät olleet voineet havaita ilmiötä todellisissa laitteissa, koska sähköisten ja optisten häviöiden läsnäolo vähensi kerättyjen elektronien määrää."Nanorakenteisissa laitteissamme ei ole rekombinaatiota eikä heijastushäviötä, joten voimme kerätä kaikki moninkertaiset varauksenkantajat", selitti tutkimuksen johtaja, professori Hera Severn.
Tämän tehokkuuden on todennut Saksan kansallisen metrologiayhdistyksen (PTB) fysikaalisen teknologian instituutti, joka on Euroopan tarkin ja luotettavin mittauspalvelu.
Tutkijat huomauttavat, että tämä ennätystehokkuus tarkoittaa, että tutkijat voivat parantaa huomattavasti valosähköisten ilmaisinlaitteiden suorituskykyä.
"Ilmaisimemme ovat herättäneet paljon kiinnostusta erityisesti biotekniikan ja teollisuusprosessien valvonnan saralla", sanoo Aalto-yliopiston omistaman ElfysIncin toimitusjohtaja tohtori Mikko Juntuna.On raportoitu, että he ovat alkaneet valmistaa tällaisia ilmaisimia kaupalliseen käyttöön.
Postitusaika: 11.7.2023