Черный кремниевый фотодетектор нарушает предел 100% эффективности

Исследователи университета Аалто разработали черный кремниевый фотодетектор, эффективность которого превысила 130%. Таким образом, впервые фотоэлектрический прибор превысил 100% предел, который ранее считался теоретическим максимумом для внешней квантовой эффективности.

"Увидев результаты, мы с трудом поверили своим глазам. Буквально сразу же нам захотелось проверить результаты независимыми измерениями", - говорит профессор Хеле Савин, руководитель исследовательской группы "Физика электронов" в Университете Аалто.

Уникальные наноструктуры дают уникальную эффективность

Независимые измерения проводились Немецким национальным метрологическим институтом Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), который, как известно, предоставляет самые точные и надежные измерительные услуги в Европе.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Заведующий лабораторией радиометрии детекторов PTB доктор Лутц Вернер комментирует: "Увидев результаты, я сразу же понял, что для нас, метрологов, мечтающих о более высокой чувствительности, это значительный прорыв, и в то же время, для нас, метрологов, это очень удачный шаг вперед".

Внешняя квантовая эффективность устройства составляет 100%, когда один входящий фотон генерирует один электрон во внешнюю цепь. Эффективность 130% означает, что один входящий фотон генерирует примерно 1,3 электрона.

Исследователи обнаружили, что истоки исключительно высокой внешней квантовой эффективности лежат в процессе умножения заряда-носителя внутри кремниевых наноструктур, который запускается высокоэнергетическими фотонами. Это явление ранее не наблюдалось в реальных приборах, так как наличие электрических и оптических потерь сократило количество собираемых электронов.

"Мы можем собирать все мультиплицированные носители заряда без необходимости отдельного внешнего смещения, так как наше наноструктурное устройство не имеет рекомбинации и потерь на отражение", - объясняет профессор Савин.

На практике рекордная эффективность означает, что производительность любого устройства, использующего световое детектирование, может быть значительно улучшена. Обнаружение света уже широко используется в нашей повседневной жизни, например, в автомобилях, мобильных телефонах, смартфонах и медицинских устройствах.

"В настоящее время наши детекторы привлекают все больше внимания, особенно в области биотехнологий и мониторинга промышленных процессов", - говорит доктор Микко Юнтунен (Mikko Juntunen), генеральный директор филиала Elfys Inc. в Университете Аалто. Они уже производят регистрационные детекторы для коммерческого использования. опубликовано econet.ru по материалам phys.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet