Według sieci organizacji fizyków niedawno poinformowała, że fińscy badacze opracowali czarny fotodetektor krzemowy o zewnętrznej wydajności kwantowej wynoszącej 130%, co jest po raz pierwszy, że wydajność urządzeń fotowoltaicznych przekracza teoretyczną limit 100%, która ma znacznie poprawić wydajność fotoelektrycznych urządzeń wykrywania, a Delicenty te są szeroko wykorzystywane w przypadku karty, a także urządzenia medyczne.
Fotodetektor to czujnik, który może mierzyć światło lub inną energię elektromagnetyczną, przekształcać fotony w prąd elektryczny, a pochłonięte fotony tworzą parę elektronową. Fotodetektor obejmuje fotodiodę i fototransystor itp. Wydajność kwantowa jest stosowana do zdefiniowania procentu fotonów otrzymanych przez urządzenie takie jak fotodetektor w parę elektronową, to znaczy wydajność kwantową jest równa liczbie fotogenerowanych elektronów podzielonych przez liczbę padających fotonów.
Gdy padający foton wytwarza elektron do obwodu zewnętrznego, zewnętrzna wydajność kwantowa urządzenia wynosi 100% (wcześniej uważana za granicę teoretyczną). W najnowszym badaniu czarny krzem fotodetektor miał wydajność do 130 procent, co oznacza, że jeden padający foton wytwarza około 1,3 elektrony.
Według naukowców z Uniwersytetu Aalto, tajną bronią stojącą za tym głównym przełomem jest proces mnożenia nośnika, który występuje w unikalnej nanostrukturze czarnego fotodetektora krzemu, który jest wywoływany przez fotony wysokoenergetyczne. Wcześniej naukowcy nie byli w stanie zaobserwować tego zjawiska w rzeczywistych urządzeniach, ponieważ obecność strat elektrycznych i optycznych zmniejszyła liczbę zebranych elektronów. „Nasze nanostrukturalne urządzenia nie mają rekombinacji i utraty refleksji, więc możemy zebrać wszystkich pomnożonych przewoźników ładunków”, wyjaśnił lider badań profesor Hera Severn.
Wydajność ta została zweryfikowana przez Instytut Technologii Fizycznej Niemieckiego Narodowego Towarzystwa Metrologii (PTB), najdokładniejszej i niezawodnej usługi pomiarowej w Europie.
Naukowcy zauważają, że ta rekordowa wydajność oznacza, że naukowcy mogą znacznie poprawić wydajność urządzeń do wykrywania fotoelektrycznego.
„Nasi detektory wywołały duże zainteresowanie, szczególnie w zakresie biotechnologii i monitorowania procesów przemysłowych”, powiedział dr Mikko Juntuna, dyrektor generalny ElfSinc, firmy należącej do Aalto University. Doniesiono, że zaczęli produkować takie detektory do użytku komercyjnego.
Czas po: 11-2023 lipca