Saskaņā ar fiziķu organizāciju tīkla nesen ziņoto, ka somu pētnieki ir izstrādājuši melna silīcija fotodetektoru ar ārējo kvantu efektivitāti 130%, kas ir pirmā reize, kad fotoelektrisko ierīču efektivitāte pārsniedz teorētisko 100% robežu, kas ir paredzams, ka tas ievērojami palielināsies. uzlabot fotoelektrisko noteikšanas ierīču efektivitāti, un šīs ierīces plaši izmanto automašīnās, mobilajos tālruņos, viedpulksteņos un medicīnas iekārtās.
Fotodetektors ir sensors, kas var izmērīt gaismu vai citu elektromagnētisko enerģiju, pārveidot fotonus elektriskā strāvā, un absorbētie fotoni veido elektronu caurumu pārus. Fotodetektorā ietilpst fotodiode un fototranzistors utt. Kvantu efektivitāti izmanto, lai noteiktu fotonu procentuālo daudzumu, ko ierīce, piemēram, fotodetektors, uztver elektronu caurumu pārī, tas ir, kvantu efektivitāte ir vienāda ar fotoģenerēto elektronu skaitu, kas dalīts ar incidentu fotonu skaits.
Kad krītošs fotons rada elektronu ārējai ķēdei, ierīces ārējā kvantu efektivitāte ir 100% (iepriekš tika uzskatīts, ka tā ir teorētiskā robeža). Jaunākajā pētījumā melnā silīcija fotodetektora efektivitāte bija līdz 130 procentiem, kas nozīmē, ka viens krītošs fotons rada aptuveni 1,3 elektronus.
Saskaņā ar Aalto universitātes pētnieku teikto, šī lielā izrāviena slepenais ierocis ir lādiņa nesēju pavairošanas process, kas notiek melnā silīcija fotodetektora unikālajā nanostruktūrā, ko iedarbina augstas enerģijas fotoni. Iepriekš zinātnieki nevarēja novērot šo parādību reālās ierīcēs, jo elektrisko un optisko zudumu klātbūtne samazināja savākto elektronu skaitu. "Mūsu nanostrukturētajām ierīcēm nav rekombinācijas un atstarošanas zudumu, tāpēc mēs varam savākt visus reizinātos lādiņu nesējus," paskaidroja pētījuma vadītāja profesore Hera Severna.
Šo efektivitāti ir pārbaudījis Vācijas Nacionālās metroloģijas biedrības (PTB) Fizikālās tehnoloģijas institūts, precīzākais un uzticamākais mērījumu dienests Eiropā.
Pētnieki atzīmē, ka šī rekordefektivitāte nozīmē, ka zinātnieki var ievērojami uzlabot fotoelektrisko noteikšanas ierīču veiktspēju.
"Mūsu detektori ir izraisījuši lielu interesi, īpaši biotehnoloģijas un rūpniecisko procesu uzraudzības jomā," sacīja Dr. Mikko Juntuna, Aalto universitātei piederošā uzņēmuma ElfysInc izpilddirektors. Tiek ziņots, ka viņi ir sākuši ražot šādus detektorus komerciālai lietošanai.
Izsūtīšanas laiks: 11. jūlijs 2023