Тибқи иттилои шабакаи созмони физикҳо, муҳаққиқони финландӣ як фотодетектори сиёҳи силикониро бо самаранокии квантии берунаи 130% таҳия кардаанд, ки ин бори аввал аст, ки самаранокии дастгоҳҳои фотоэлектрикӣ аз ҳадди назариявии 100% зиёдтар аст, ки интизор меравад самаранокии дастгоҳҳои ошкоркунии фотоэлектрикиро ба таври назаррас беҳтар кунад ва ин дастгоҳҳо ба таври васеъ дар мошинҳо, телефонҳои мобилӣ, соатҳои интеллектуалӣ ва таҷҳизоти тиббӣ истифода мешаванд.
Фотодетектор сенсорест, ки метавонад рӯшноӣ ё дигар энергияи электромагнитиро чен кунад, фотонҳоро ба ҷараёни электрикӣ табдил диҳад ва фотонҳои ҷаббидашуда ҷуфтҳои электрон-сӯрохиро ташкил медиҳанд. Фотодетектор фотодиод ва фототранзистор ва ғайраро дар бар мегирад. Самаранокии квантӣ барои муайян кардани фоизи фотонҳои қабулшуда аз ҷониби дастгоҳ ба монанди фотодетектор ба ҷуфти электрон-сӯрохиҳо истифода мешавад, яъне самаранокии квантӣ ба шумораи электронҳои тавлидшуда тақсим кардашуда ба шумораи фотонҳои афтода баробар аст.
Вақте ки фотони афтида электронро ба схемаи беруна тавлид мекунад, самаранокии квантии берунаи дастгоҳ 100% аст (қаблан ин ҳадди назариявӣ ҳисобида мешуд). Дар таҳқиқоти охирин, самаранокии фотодетектори сиёҳи кремний то 130% буд, ки маънои онро дорад, ки як фотони афтида тақрибан 1,3 электрон тавлид мекунад.
Ба гуфтаи муҳаққиқони Донишгоҳи Аалто, силоҳи махфии ин кашфи бузург раванди зарбкунии интиқолдиҳандаҳои заряднок аст, ки дар дохили наносохтори беназири фотодетектори сиёҳи кремний ба амал меояд ва аз ҷониби фотонҳои дорои энергияи баланд ба кор медарояд. Қаблан, олимон наметавонистанд ин падидаро дар дастгоҳҳои воқеӣ мушоҳида кунанд, зеро мавҷудияти талафоти электрикӣ ва оптикӣ шумораи электронҳои ҷамъшударо кам мекард. "Дастгоҳҳои наносохтори мо рекомбинатсия ва талафоти инъикос надоранд, аз ин рӯ мо метавонем ҳамаи интиқолдиҳандаҳои зарядноки зарбро ҷамъоварӣ кунем", - шарҳ дод роҳбари таҳқиқот, профессор Ҳера Северн.
Ин самаранокӣ аз ҷониби Институти технологияи физикии Ҷамъияти миллии метрологияи Олмон (PTB), ки дақиқтарин ва боэътимодтарин хадамоти андозагирӣ дар Аврупо аст, тасдиқ шудааст.
Муҳаққиқон қайд мекунанд, ки ин самаранокии рекордӣ маънои онро дорад, ки олимон метавонанд кори дастгоҳҳои ошкоркунии фотоэлектрикиро ба таври назаррас беҳтар кунанд.
«Детекторҳои мо, бахусус дар соҳаҳои биотехнология ва мониторинги равандҳои саноатӣ, таваҷҷӯҳи зиёдро ба худ ҷалб кардаанд», - гуфт доктор Микко Ҷунтуна, директори генералии ElfysInc, ширкати мутааллиқ ба Донишгоҳи Аалто. Гуфта мешавад, ки онҳо истеҳсоли чунин детекторҳоро барои истифодаи тиҷоратӣ оғоз кардаанд.
Вақти нашр: 11 июли соли 2023