ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിൻ്റെ ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമത സൈദ്ധാന്തിക പരിധി ലംഘിക്കുന്നു

ഫിസിക്സ് ഓർഗനൈസേഷൻ നെറ്റ്‌വർക്ക് അനുസരിച്ച് ഫിന്നിഷ് ഗവേഷകർ 130% ബാഹ്യ ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമതയുള്ള ഒരു ബ്ലാക്ക് സിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡെറ്റക്റ്റർ വികസിപ്പിച്ചതായി അടുത്തിടെ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു, ഇത് ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്‌ക്ക് ഉപകരണങ്ങളുടെ കാര്യക്ഷമത സൈദ്ധാന്തിക പരിധിയായ 100% കവിയുന്നത് ഇതാദ്യമാണ്, ഇത് വളരെയധികം പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് ഡിറ്റക്ഷൻ ഉപകരണങ്ങളുടെ കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുക, ഈ ഉപകരണങ്ങൾ കാറുകൾ, മൊബൈൽ ഫോണുകൾ, സ്മാർട്ട് വാച്ചുകൾ, മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു.

പ്രകാശമോ മറ്റ് വൈദ്യുതകാന്തിക ഊർജമോ അളക്കാനും ഫോട്ടോണുകളെ വൈദ്യുത പ്രവാഹമാക്കി മാറ്റാനും ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഫോട്ടോണുകൾ ഇലക്ട്രോൺ-ഹോൾ ജോഡികൾ ഉണ്ടാക്കാനും കഴിയുന്ന ഒരു സെൻസറാണ് ഫോട്ടോഡിറ്റക്റ്റർ. ഫോട്ടോഡിറ്റോഡും ഫോട്ടോട്രാൻസിസ്റ്ററും മറ്റും ഫോട്ടോഡിറ്റോഡും ഫോട്ടോട്രാൻസിസ്റ്ററും ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ഫോട്ടോഡിറ്റക്റ്റർ പോലുള്ള ഉപകരണത്തിന് ലഭിച്ച ഫോട്ടോണുകളുടെ ശതമാനം ഒരു ഇലക്ട്രോൺ-ഹോൾ ജോഡിയായി നിർവചിക്കാൻ ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമത ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതായത്, ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമത ഫോട്ടോ ജനറേറ്റഡ് ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണത്തിന് തുല്യമാണ്. സംഭവ ഫോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണം.

ഒരു സംഭവ ഫോട്ടോൺ ഒരു ബാഹ്യ സർക്യൂട്ടിലേക്ക് ഒരു ഇലക്ട്രോൺ ഉത്പാദിപ്പിക്കുമ്പോൾ, ഉപകരണത്തിൻ്റെ ബാഹ്യ ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമത 100% ആണ് (മുമ്പ് സൈദ്ധാന്തിക പരിധി എന്ന് കരുതി). ഏറ്റവും പുതിയ പഠനത്തിൽ, കറുത്ത സിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിന് 130 ശതമാനം വരെ കാര്യക്ഷമതയുണ്ടായിരുന്നു, അതായത് ഒരു സംഭവ ഫോട്ടോൺ ഏകദേശം 1.3 ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.

ആൾട്ടോ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി ഗവേഷകരുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ, ഉയർന്ന ഊർജ്ജമുള്ള ഫോട്ടോണുകളാൽ പ്രചോദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന കറുത്ത സിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡിറ്റക്‌ടറിൻ്റെ അതുല്യമായ നാനോസ്ട്രക്ചറിനുള്ളിൽ സംഭവിക്കുന്ന ചാർജ്-കാരിയർ ഗുണന പ്രക്രിയയാണ് ഈ പ്രധാന മുന്നേറ്റത്തിന് പിന്നിലെ രഹസ്യ ആയുധം. മുമ്പ്, ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് യഥാർത്ഥ ഉപകരണങ്ങളിൽ പ്രതിഭാസം നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിഞ്ഞിരുന്നില്ല, കാരണം വൈദ്യുത, ​​ഒപ്റ്റിക്കൽ നഷ്ടങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യം ശേഖരിച്ച ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം കുറച്ചു. "ഞങ്ങളുടെ നാനോ ഘടനാപരമായ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് പുനഃസംയോജനമോ പ്രതിഫലന നഷ്ടമോ ഇല്ല, അതിനാൽ ഗുണിച്ച എല്ലാ ചാർജ് കാരിയറുകളും ഞങ്ങൾക്ക് ശേഖരിക്കാൻ കഴിയും," പഠന നേതാവ് പ്രൊഫസർ ഹെറ സെവേൺ വിശദീകരിച്ചു.

യൂറോപ്പിലെ ഏറ്റവും കൃത്യവും വിശ്വസനീയവുമായ അളക്കൽ സേവനമായ ജർമ്മൻ നാഷണൽ മെട്രോളജി സൊസൈറ്റിയുടെ (PTB) ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ഫിസിക്കൽ ടെക്നോളജി ഈ കാര്യക്ഷമത പരിശോധിച്ചു.

ഈ റെക്കോർഡ് കാര്യക്ഷമത അർത്ഥമാക്കുന്നത് ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഡിറ്റക്ഷൻ ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രകടനം വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് കഴിയുമെന്നാണ്.

"ഞങ്ങളുടെ ഡിറ്റക്ടറുകൾ വളരെയധികം താൽപ്പര്യം സൃഷ്ടിച്ചിട്ടുണ്ട്, പ്രത്യേകിച്ച് ബയോടെക്നോളജി, ഇൻഡസ്ട്രിയൽ പ്രോസസ് മോണിറ്ററിംഗ് എന്നീ മേഖലകളിൽ," ആൾട്ടോ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയുടെ ഉടമസ്ഥതയിലുള്ള എൽഫിസ്ഇങ്കിൻ്റെ സിഇഒ ഡോ. മിക്കോ ജുണ്ടുന പറഞ്ഞു. വാണിജ്യാവശ്യങ്ങൾക്കായി ഇത്തരം ഡിറ്റക്ടറുകൾ നിർമിക്കാൻ തുടങ്ങിയതായാണ് റിപ്പോർട്ട്.