भौतिकशास्त्री संगठन नेटवर्कका अनुसार हालै फिनिश अनुसन्धानकर्ताहरूले १३०% को बाह्य क्वान्टम दक्षता भएको कालो सिलिकन फोटोडिटेक्टर विकास गरेको रिपोर्ट गरिएको छ, जुन पहिलो पटक हो कि फोटोभोल्टिक उपकरणहरूको दक्षता १००% को सैद्धान्तिक सीमा नाघेको छ, जसले फोटोइलेक्ट्रिक पत्ता लगाउने उपकरणहरूको दक्षतामा धेरै सुधार गर्ने अपेक्षा गरिएको छ, र यी उपकरणहरू कार, मोबाइल फोन, स्मार्ट घडी र चिकित्सा उपकरणहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
फोटोडिटेक्टर भनेको एउटा सेन्सर हो जसले प्रकाश वा अन्य विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा मापन गर्न सक्छ, फोटोनहरूलाई विद्युतीय प्रवाहमा रूपान्तरण गर्न सक्छ, र अवशोषित फोटोनहरूले इलेक्ट्रोन-प्वाल जोडीहरू बनाउँछन्। फोटोडिटेक्टरमा फोटोडायोड र फोटोट्रान्जिस्टर, आदि समावेश हुन्छन्। क्वान्टम दक्षता फोटोडिटेक्टर जस्ता उपकरणद्वारा प्राप्त फोटोनको प्रतिशतलाई इलेक्ट्रोन-प्वाल जोडीमा परिभाषित गर्न प्रयोग गरिन्छ, अर्थात्, क्वान्टम दक्षता फोटोजेनेरेटेड इलेक्ट्रोनहरूको संख्यालाई घटना फोटोनको संख्याले भाग गर्दा बराबर हुन्छ।
जब कुनै घटना फोटोनले बाह्य सर्किटमा इलेक्ट्रोन उत्पादन गर्छ, उपकरणको बाह्य क्वान्टम दक्षता १००% हुन्छ (पहिले सैद्धान्तिक सीमा मानिन्थ्यो)। पछिल्लो अध्ययनमा, कालो सिलिकन फोटोडिटेक्टरको दक्षता १३० प्रतिशतसम्म थियो, जसको अर्थ एउटा घटना फोटोनले लगभग १.३ इलेक्ट्रोन उत्पादन गर्छ।
आल्टो विश्वविद्यालयका अनुसन्धानकर्ताहरूका अनुसार, यो प्रमुख सफलता पछाडिको गोप्य हतियार भनेको कालो सिलिकन फोटोडिटेक्टरको अद्वितीय न्यानोस्ट्रक्चर भित्र हुने चार्ज-वाहक गुणन प्रक्रिया हो, जुन उच्च-ऊर्जा फोटोनहरूद्वारा ट्रिगर हुन्छ। पहिले, वैज्ञानिकहरूले वास्तविक उपकरणहरूमा घटना अवलोकन गर्न सकेनन् किनभने विद्युतीय र अप्टिकल क्षतिहरूको उपस्थितिले सङ्कलन गरिएका इलेक्ट्रोनहरूको संख्या घटाएको थियो। "हाम्रा न्यानोस्ट्रक्चर गरिएका उपकरणहरूमा कुनै पुनर्संयोजन र कुनै परावर्तन क्षति छैन, त्यसैले हामी सबै गुणित चार्ज वाहकहरू सङ्कलन गर्न सक्छौं," अध्ययन नेता प्रोफेसर हेरा सेभर्नले व्याख्या गरिन्।
यो दक्षता युरोपको सबैभन्दा सटीक र भरपर्दो मापन सेवा जर्मन राष्ट्रिय मेट्रोलोजी सोसाइटी (PTB) को भौतिक प्रविधि संस्थान द्वारा प्रमाणित गरिएको छ।
अनुसन्धानकर्ताहरूले यो रेकर्ड दक्षताको अर्थ वैज्ञानिकहरूले फोटोइलेक्ट्रिक पत्ता लगाउने उपकरणहरूको कार्यसम्पादनमा धेरै सुधार गर्न सक्ने कुरा उल्लेख गर्छन्।
"हाम्रा डिटेक्टरहरूले धेरै चासो उत्पन्न गरेका छन्, विशेष गरी जैव प्रविधि र औद्योगिक प्रक्रिया अनुगमनको क्षेत्रमा," आल्टो विश्वविद्यालयको स्वामित्वमा रहेको कम्पनी एल्फिसइंकका सीईओ डा. मिक्को जुन्टुनाले भने। उनीहरूले व्यावसायिक प्रयोगको लागि यस्ता डिटेक्टरहरू निर्माण गर्न थालेको रिपोर्ट गरिएको छ।
पोस्ट समय: जुलाई-११-२०२३