फोटोडेटेक्टर की क्वांटम दक्षता सैद्धांतिक सीमा को तोड़ती है

भौतिक विज्ञानी संगठन नेटवर्क के अनुसार हाल ही में बताया गया है कि फिनिश शोधकर्ताओं ने 130%की बाहरी क्वांटम दक्षता के साथ एक ब्लैक सिलिकॉन फोटोडेटेक्टर विकसित किया है, जो पहली बार है कि फोटोवोल्टिक उपकरणों की दक्षता 100%की सैद्धांतिक सीमा से अधिक है, जो कि फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन डिवाइसेस की दक्षता में सुधार करने की उम्मीद है, और ये उपकरणों को व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

एक फोटोडेटेक्टर एक सेंसर है जो प्रकाश या अन्य विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा को माप सकता है, फोटॉनों को एक विद्युत प्रवाह में परिवर्तित कर सकता है, और अवशोषित फोटॉन इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़े बनाते हैं। फोटोडेटेक्टर में फोटोडायोड और फोटोट्रांसिस्टर, आदि शामिल हैं। क्वांटम दक्षता का उपयोग एक डिवाइस द्वारा प्राप्त फोटॉनों के प्रतिशत को परिभाषित करने के लिए किया जाता है जैसे कि एक फोटोडेटेक्टर एक इलेक्ट्रॉन-होल जोड़ी में, अर्थात्, क्वांटम दक्षता घटना के फोटॉन की संख्या से विभाजित फोटोजेनरेटेड इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर है।

जब कोई घटना फोटॉन एक बाहरी सर्किट में एक इलेक्ट्रॉन का उत्पादन करती है, तो डिवाइस की बाहरी क्वांटम दक्षता 100% (पहले सैद्धांतिक सीमा माना जाता था)। नवीनतम अध्ययन में, ब्लैक सिलिकॉन फोटोडेटेक्टर में 130 प्रतिशत तक की दक्षता थी, जिसका अर्थ है कि एक घटना फोटॉन लगभग 1.3 इलेक्ट्रॉनों का उत्पादन करती है।

Aalto विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के अनुसार, इस प्रमुख सफलता के पीछे का गुप्त हथियार चार्ज-वाहक गुणा प्रक्रिया है जो काले सिलिकॉन फोटोडेटेक्टर के अद्वितीय नैनोस्ट्रक्चर के भीतर होती है, जो उच्च-ऊर्जा फोटॉन द्वारा ट्रिगर होती है। पहले, वैज्ञानिक वास्तविक उपकरणों में घटना का निरीक्षण करने में सक्षम नहीं थे क्योंकि विद्युत और ऑप्टिकल नुकसान की उपस्थिति ने एकत्र किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या को कम कर दिया था। अध्ययन के नेता प्रोफेसर हेरा सेवर्न ने बताया, "हमारे नैनोस्ट्रक्चर किए गए उपकरणों में कोई पुनर्संयोजन और कोई प्रतिबिंब हानि नहीं है, इसलिए हम सभी गुणा चार्ज वाहक एकत्र कर सकते हैं।"

इस दक्षता को यूरोप में सबसे सटीक और विश्वसनीय माप सेवा जर्मन नेशनल मेट्रोलॉजी सोसाइटी (पीटीबी) के भौतिक प्रौद्योगिकी संस्थान द्वारा सत्यापित किया गया है।

शोधकर्ताओं ने ध्यान दिया कि इस रिकॉर्ड दक्षता का मतलब है कि वैज्ञानिक फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन डिवाइस के प्रदर्शन में बहुत सुधार कर सकते हैं।

"हमारे डिटेक्टरों ने बहुत अधिक रुचि पैदा की है, विशेष रूप से जैव प्रौद्योगिकी और औद्योगिक प्रक्रिया की निगरानी के क्षेत्रों में," एल्फो विश्वविद्यालय के स्वामित्व वाली कंपनी एल्फिसिन के सीईओ डॉ। मिक्को जुंटुना ने कहा। यह बताया गया है कि उन्होंने व्यावसायिक उपयोग के लिए ऐसे डिटेक्टरों का निर्माण करना शुरू कर दिया है।