भौतिकविदों के संगठन नेटवर्क द्वारा हाल ही में दी गई जानकारी के अनुसार, फिनलैंड के शोधकर्ताओं ने 130% की बाहरी क्वांटम दक्षता वाला एक ब्लैक सिलिकॉन फोटोडिटेक्टर विकसित किया है, जो पहली बार है जब फोटोवोल्टिक उपकरणों की दक्षता 100% की सैद्धांतिक सीमा से अधिक हो गई है। इससे फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन उपकरणों की दक्षता में काफी सुधार होने की उम्मीद है, और इन उपकरणों का व्यापक रूप से कारों, मोबाइल फोन, स्मार्ट घड़ियों और चिकित्सा उपकरणों में उपयोग किया जाता है।
फोटोडिटेक्टर एक ऐसा सेंसर है जो प्रकाश या अन्य विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा को माप सकता है, फोटॉनों को विद्युत धारा में परिवर्तित कर सकता है, और अवशोषित फोटॉन इलेक्ट्रॉन-होल युग्म बनाते हैं। फोटोडिटेक्टर में फोटोडायोड और फोटोट्रांजिस्टर आदि शामिल हैं। क्वांटम दक्षता का उपयोग फोटोडिटेक्टर जैसे उपकरण द्वारा प्राप्त फोटॉनों के इलेक्ट्रॉन-होल युग्म में परिवर्तित होने के प्रतिशत को परिभाषित करने के लिए किया जाता है, अर्थात् क्वांटम दक्षता उत्पन्न इलेक्ट्रॉनों की संख्या को आपतित फोटॉनों की संख्या से विभाजित करने के बराबर होती है।
जब कोई आपतित फोटॉन किसी बाह्य परिपथ में इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करता है, तो उपकरण की बाह्य क्वांटम दक्षता 100% होती है (जिसे पहले सैद्धांतिक सीमा माना जाता था)। नवीनतम अध्ययन में, काले सिलिकॉन के फोटोडिटेक्टर की दक्षता 130 प्रतिशत तक पाई गई, जिसका अर्थ है कि एक आपतित फोटॉन लगभग 1.3 इलेक्ट्रॉन उत्पन्न करता है।
आल्टो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के अनुसार, इस महत्वपूर्ण सफलता के पीछे का रहस्य ब्लैक सिलिकॉन फोटोडिटेक्टर की अनूठी नैनोसंरचना के भीतर होने वाली आवेश वाहक गुणन प्रक्रिया है, जो उच्च-ऊर्जा फोटॉनों द्वारा सक्रिय होती है। इससे पहले, वैज्ञानिक वास्तविक उपकरणों में इस घटना का अवलोकन नहीं कर पाए थे क्योंकि विद्युत और प्रकाशीय हानियों के कारण एकत्रित इलेक्ट्रॉनों की संख्या कम हो जाती थी। अध्ययन की प्रमुख प्रोफेसर हेरा सेवर्न ने बताया, "हमारे नैनोसंरचित उपकरणों में कोई पुनर्संयोजन और कोई परावर्तन हानि नहीं होती है, इसलिए हम सभी गुणित आवेश वाहकों को एकत्रित कर सकते हैं।"
इस दक्षता को जर्मन नेशनल मेट्रोलॉजी सोसाइटी (पीटीबी) के इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिकल टेक्नोलॉजी द्वारा सत्यापित किया गया है, जो यूरोप में सबसे सटीक और विश्वसनीय माप सेवा है।
शोधकर्ताओं का कहना है कि इस रिकॉर्ड दक्षता का मतलब है कि वैज्ञानिक फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन उपकरणों के प्रदर्शन में काफी सुधार कर सकते हैं।
"हमारे डिटेक्टरों ने विशेष रूप से जैव प्रौद्योगिकी और औद्योगिक प्रक्रिया निगरानी के क्षेत्रों में काफी रुचि पैदा की है," एल्टो विश्वविद्यालय के स्वामित्व वाली कंपनी एल्फिसइंक के सीईओ डॉ. मिक्को जुंटुना ने कहा। बताया जा रहा है कि उन्होंने व्यावसायिक उपयोग के लिए ऐसे डिटेक्टरों का निर्माण शुरू कर दिया है।
पोस्ट करने का समय: 11 जुलाई 2023