Theo tổ chức mạng lưới các nhà vật lý gần đây đưa tin, các nhà nghiên cứu Phần Lan đã phát triển một bộ tách sóng quang silicon đen có hiệu suất lượng tử bên ngoài là 130%, đây là lần đầu tiên hiệu suất của các thiết bị quang điện vượt quá giới hạn lý thuyết là 100%, dự kiến sẽ cải thiện đáng kể hiệu suất của các thiết bị tách sóng quang điện và các thiết bị này được sử dụng rộng rãi trong ô tô, điện thoại di động, đồng hồ thông minh và thiết bị y tế.
Bộ tách sóng quang là một cảm biến có thể đo ánh sáng hoặc năng lượng điện từ khác, chuyển đổi photon thành dòng điện và các photon hấp thụ tạo thành cặp electron-lỗ. Bộ tách sóng quang bao gồm photodiode và phototransistor, v.v. Hiệu suất lượng tử được sử dụng để xác định tỷ lệ phần trăm photon mà một thiết bị như bộ tách sóng quang nhận được thành cặp electron-lỗ, nghĩa là hiệu suất lượng tử bằng số electron được tạo ra bởi quang chia cho số photon tới.
Khi một photon tới tạo ra một electron cho một mạch ngoài, hiệu suất lượng tử ngoài của thiết bị là 100% (trước đây được cho là giới hạn lý thuyết). Trong nghiên cứu mới nhất, bộ tách sóng quang silicon đen có hiệu suất lên tới 130 phần trăm, nghĩa là một photon tới tạo ra khoảng 1,3 electron.
Theo các nhà nghiên cứu của Đại học Aalto, vũ khí bí mật đằng sau bước đột phá lớn này là quá trình nhân hạt mang điện tích diễn ra bên trong cấu trúc nano độc đáo của bộ tách sóng quang silicon đen, được kích hoạt bởi các photon năng lượng cao. Trước đây, các nhà khoa học không thể quan sát hiện tượng này trong các thiết bị thực tế vì sự hiện diện của tổn thất điện và quang làm giảm số lượng electron được thu thập. Giáo sư Hera Severn, người đứng đầu nghiên cứu, giải thích rằng "Các thiết bị có cấu trúc nano của chúng tôi không có sự kết hợp lại và không có tổn thất phản xạ, do đó chúng tôi có thể thu thập tất cả các hạt mang điện tích được nhân lên".
Hiệu quả này đã được Viện Công nghệ Vật lý thuộc Hiệp hội Đo lường Quốc gia Đức (PTB), dịch vụ đo lường chính xác và đáng tin cậy nhất ở Châu Âu, xác minh.
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng hiệu quả kỷ lục này có nghĩa là các nhà khoa học có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của các thiết bị phát hiện quang điện.
Tiến sĩ Mikko Juntuna, Tổng giám đốc điều hành của ElfysInc, một công ty thuộc sở hữu của Đại học Aalto, cho biết: "Các máy dò của chúng tôi đã tạo ra rất nhiều sự quan tâm, đặc biệt là trong lĩnh vực công nghệ sinh học và giám sát quy trình công nghiệp". Người ta đưa tin rằng họ đã bắt đầu sản xuất các máy dò như vậy để sử dụng thương mại.
Thời gian đăng: 11-07-2023