भौतिकशास्त्रज्ञ संघटनेच्या नेटवर्कनुसार, फिनिश संशोधकांनी १३०% बाह्य क्वांटम कार्यक्षमता असलेला काळा सिलिकॉन फोटोडिटेक्टर विकसित केला आहे, जो पहिल्यांदाच फोटोव्होल्टेइक उपकरणांची कार्यक्षमता १००% च्या सैद्धांतिक मर्यादेपेक्षा जास्त आहे, ज्यामुळे फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन उपकरणांची कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारण्याची अपेक्षा आहे आणि ही उपकरणे कार, मोबाईल फोन, स्मार्ट घड्याळे आणि वैद्यकीय उपकरणांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरली जातात.
फोटोडिटेक्टर हा एक सेन्सर आहे जो प्रकाश किंवा इतर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक ऊर्जा मोजू शकतो, फोटॉनचे विद्युत प्रवाहात रूपांतर करू शकतो आणि शोषलेले फोटॉन इलेक्ट्रॉन-होल जोड्या बनवतात. फोटोडिटेक्टरमध्ये फोटोडायोड आणि फोटोट्रान्झिस्टर इत्यादींचा समावेश असतो. फोटोडिटेक्टरसारख्या उपकरणाद्वारे इलेक्ट्रॉन-होल जोडीमध्ये प्राप्त झालेल्या फोटॉनची टक्केवारी निश्चित करण्यासाठी क्वांटम कार्यक्षमता वापरली जाते, म्हणजेच, क्वांटम कार्यक्षमता फोटोजनरेटेड इलेक्ट्रॉनच्या संख्येला घटना फोटॉनच्या संख्येने भागले जाते त्याइतकी असते.
जेव्हा एखादा घटना फोटॉन बाह्य सर्किटमध्ये इलेक्ट्रॉन तयार करतो, तेव्हा उपकरणाची बाह्य क्वांटम कार्यक्षमता १००% असते (पूर्वी सैद्धांतिक मर्यादा मानली जात होती). नवीनतम अभ्यासात, काळ्या सिलिकॉन फोटोडिटेक्टरची कार्यक्षमता १३० टक्क्यांपर्यंत होती, म्हणजेच एक घटना फोटॉन सुमारे १.३ इलेक्ट्रॉन तयार करतो.
आल्टो विद्यापीठाच्या संशोधकांच्या मते, या मोठ्या यशामागील गुप्त शस्त्र म्हणजे काळ्या सिलिकॉन फोटोडिटेक्टरच्या अद्वितीय नॅनोस्ट्रक्चरमध्ये होणारी चार्ज-कॅरियर गुणाकार प्रक्रिया, जी उच्च-ऊर्जा फोटॉनद्वारे चालना मिळते. पूर्वी, शास्त्रज्ञांना वास्तविक उपकरणांमध्ये या घटनेचे निरीक्षण करणे शक्य झाले नव्हते कारण विद्युत आणि ऑप्टिकल नुकसानांच्या उपस्थितीमुळे गोळा केलेल्या इलेक्ट्रॉनची संख्या कमी झाली होती. "आमच्या नॅनोस्ट्रक्चर्ड उपकरणांमध्ये पुनर्संयोजन आणि परावर्तन नुकसान नाही, म्हणून आम्ही सर्व गुणाकार चार्ज वाहक गोळा करू शकतो," असे अभ्यास प्रमुख प्राध्यापक हेरा सेव्हर्न यांनी स्पष्ट केले.
ही कार्यक्षमता युरोपमधील सर्वात अचूक आणि विश्वासार्ह मापन सेवा असलेल्या जर्मन नॅशनल मेट्रोलॉजी सोसायटी (PTB) च्या भौतिक तंत्रज्ञान संस्थेने सत्यापित केली आहे.
संशोधकांनी नोंदवले आहे की या विक्रमी कार्यक्षमतेचा अर्थ असा आहे की शास्त्रज्ञ फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन उपकरणांच्या कामगिरीत मोठ्या प्रमाणात सुधारणा करू शकतात.
"आमच्या डिटेक्टरने विशेषतः जैवतंत्रज्ञान आणि औद्योगिक प्रक्रिया देखरेखीच्या क्षेत्रात खूप रस निर्माण केला आहे," असे आल्टो विद्यापीठाच्या मालकीच्या कंपनी एल्फिसइंकचे सीईओ डॉ. मिक्को जंटुना म्हणाले. त्यांनी व्यावसायिक वापरासाठी अशा डिटेक्टरची निर्मिती सुरू केल्याचे वृत्त आहे.
पोस्ट वेळ: जुलै-११-२०२३