Ֆիզիկոսների կազմակերպությունների ցանցի տվյալներով՝ վերջերս ֆինն հետազոտողները մշակել են սև սիլիցիումի ֆոտոդետեկտոր՝ արտաքին քվանտային արդյունավետությամբ՝ 130%, սա առաջին դեպքն է, երբ ֆոտոգալվանային սարքերի արդյունավետությունը գերազանցում է 100%-ի տեսական սահմանը, ինչը ակնկալվում է, որ մեծապես կկազմի։ բարելավել ֆոտոէլեկտրական հայտնաբերման սարքերի արդյունավետությունը, և այդ սարքերը լայնորեն օգտագործվում են մեքենաներում, բջջային հեռախոսներում, խելացի ժամացույցներում և բժշկական սարքավորումներում:
Ֆոտոդետեկտորը սենսոր է, որը կարող է չափել լույսը կամ այլ էլեկտրամագնիսական էներգիա, ֆոտոնները վերածել էլեկտրական հոսանքի, և կլանված ֆոտոնները ձևավորում են էլեկտրոն-անցք զույգեր։Ֆոտոդետեկտորը ներառում է ֆոտոդիոդ և ֆոտոտրանզիստոր և այլն: Քվանտային արդյունավետությունն օգտագործվում է որոշելու համար այնպիսի սարքի կողմից, ինչպիսին է ֆոտոդետեկտորը, ստացված ֆոտոնների տոկոսը էլեկտրոն-անցք զույգի մեջ, այսինքն՝ քվանտային արդյունավետությունը հավասար է ֆոտոգեներացված էլեկտրոնների թվին բաժանված միջադեպի ֆոտոնների քանակը.
Երբ ընկնող ֆոտոնը էլեկտրոն է արտադրում արտաքին միացումում, սարքի արտաքին քվանտային արդյունավետությունը 100% է (նախկինում համարվում էր տեսական սահմանը):Վերջին հետազոտության մեջ սև սիլիցիումային ֆոտոդետեկտորը ունեցել է մինչև 130 տոկոս արդյունավետություն, ինչը նշանակում է, որ մեկ հարվածային ֆոտոն արտադրում է մոտ 1,3 էլեկտրոն:
Ըստ Ալտոյի համալսարանի հետազոտողների, այս մեծ բեկման հետևում գաղտնի զենքը լիցքակիրների բազմապատկման գործընթացն է, որը տեղի է ունենում սև սիլիցիումի ֆոտոդետեկտորի եզակի նանոկառուցվածքում, որն առաջանում է բարձր էներգիայի ֆոտոնների կողմից:Նախկինում գիտնականները չէին կարողացել դիտարկել այս երևույթը իրական սարքերում, քանի որ էլեկտրական և օպտիկական կորուստների առկայությունը նվազեցնում էր հավաքված էլեկտրոնների քանակը:«Մեր նանոկառուցվածքային սարքերը չունեն ռեկոմբինացիա և արտացոլման կորուստ, այնպես որ մենք կարող ենք հավաքել բոլոր բազմապատկված լիցքակիրները», - բացատրեց հետազոտության ղեկավար պրոֆեսոր Հերա Սեվերնը:
Այս արդյունավետությունը ստուգվել է Գերմանիայի չափագիտության ազգային ընկերության (PTB) Ֆիզիկական տեխնոլոգիաների ինստիտուտի կողմից, որը Եվրոպայում ամենաճշգրիտ և հուսալի չափման ծառայությունն է:
Հետազոտողները նշում են, որ այս ռեկորդային արդյունավետությունը նշանակում է, որ գիտնականները կարող են զգալիորեն բարելավել ֆոտոէլեկտրական հայտնաբերման սարքերի աշխատանքը:
«Մեր դետեկտորները մեծ հետաքրքրություն են առաջացրել, հատկապես կենսատեխնոլոգիայի և արդյունաբերական գործընթացների մոնիտորինգի ոլորտներում», - ասում է Դոկտոր Միկկո Ջունթունան՝ ElfysInc ընկերության գործադիր տնօրենը, որը պատկանում է Ալտո համալսարանին:Հաղորդվում է, որ նրանք սկսել են արտադրել նման դետեկտորներ կոմերցիոն օգտագործման համար։
Հրապարակման ժամանակը՝ Հուլիս-11-2023