وفقًا لشبكة تنظيم الفيزيائيين ، ذكرت مؤخرًا أن الباحثين الفنلنديين قد طوروا كاذبًا ضوئيًا أسودًا من السيليكون مع كفاءة كمية خارجية قدرها 130 ٪ ، وهي المرة الأولى التي تتجاوز فيها كفاءة الأجهزة الضوئية للأجهزة ، وتستخدم هذه الأجهزة النظرية ، والأساس ، والمعدات الطبية بشكل كبير.
الكشف الضوئي هو مستشعر يمكن أن يقيس الضوء أو الطاقة الكهرومغناطيسية الأخرى ، وتحويل الفوتونات إلى تيار كهربائي ، ويشكل الفوتونات الممتصة أزواج فتحة الإلكترون. يتضمن الكشف الضوئي ثنائيات الضوئية و phototransistor ، إلخ. يتم استخدام الكفاءة الكمومية لتحديد النسبة المئوية للفوتونات التي يتلقاها جهاز مثل الكاشف الضوئي في زوج ثقب للإلكترون ، أي أن الكفاءة الكمومية تساوي عدد الإلكترونات المولدة ضوئيًا مقسومًا على عدد الفوتونات الحادث.
عندما ينتج الفوتون الحادث إلكترون إلى دائرة خارجية ، تكون الكفاءة الكمومية الخارجية للجهاز 100 ٪ (يعتقد سابقًا أنها الحد النظري). في أحدث دراسة ، كان للكشف الضوئي السيليكون الأسود كفاءة تصل إلى 130 في المائة ، مما يعني أن فوتون حادث واحد ينتج حوالي 1.3 إلكترون.
وفقًا للباحثين بجامعة Aalto ، فإن السلاح السري وراء هذا الاختراق الرئيسي هو عملية تكاثر حامل الشحنات التي تحدث ضمن البنية النانوية الفريدة لمكبك السيليكون الأسود ، والتي يتم تشغيلها بواسطة فوتونات عالية الطاقة. في السابق ، لم يتمكن العلماء من مراقبة الظاهرة في الأجهزة الحقيقية لأن وجود الخسائر الكهربائية والبصرية قلل من عدد الإلكترونات التي تم جمعها. وأوضح البروفيسور هيرا سيفيرن ، زعيم الدراسة البروفيسور هيرا سيفيرن: "لا تحتوي أجهزتنا النانوية على إعادة التركيب ولا تخسر انعكاس ، حتى نتمكن من جمع جميع ناقلات الشحن المضاعفة".
تم التحقق من هذه الكفاءة من قبل معهد التكنولوجيا المادية في جمعية المترو الوطنية الألمانية (PTB) ، وهي خدمة القياس الأكثر دقة وموثوقية في أوروبا.
يلاحظ الباحثون أن كفاءة السجل هذه تعني أن العلماء يمكنهم تحسين أداء أجهزة الكشف الكهروضوئية بشكل كبير.
وقال الدكتور ميكو جونتونا ، الرئيس التنفيذي لشركة Elfysinc ، وهي شركة مملوكة لجامعة Aalto: "لقد ولدت أجهزة الكشف عن اهتمام كبير ، خاصة في مجالات التكنولوجيا الحيوية ومراقبة العمليات الصناعية". وتفيد التقارير أنهم بدأوا في تصنيع مثل هذه الكشف للاستخدام التجاري.
وقت النشر: يوليو -11-2023