211service.com
Izpētes padomi par grafēna fotoelektrisko potenciālu
Pētnieki ir pierādījuši, ka grafēns ir ļoti efektīvs elektronu ģenerēšanā, absorbējot gaismu, kas liecina, ka materiālu varētu izmantot gaismas sensoru un, iespējams, pat efektīvāku saules bateriju izgatavošanai.
Parastie materiāli, kas pārvērš gaismu elektrībā, piemēram, silīcijs un gallija arsenīds, rada vienu elektronu katram absorbētajam fotonam. Tā kā fotons satur vairāk enerģijas, nekā viens elektrons spēj nest, liela daļa ienākošajā gaismā esošās enerģijas tiek zaudēta siltuma veidā. Tagad jauni pētījumi atklāj, ka tad, kad grafēns absorbē fotonu, tas ģenerē vairākus elektronus, kas spēj vadīt strāvu. Tas nozīmē, ka, ja tiks izmantotas grafēna ierīces gaismas pārvēršanai elektrībā, tās varētu būt efektīvākas nekā mūsdienās parasti izmantotās ierīces.
Iepriekšējais teorētiskais darbs bija iedvesmojis cerību, ka grafēnam ir šī īpašība, saka Frenks Koppens , grupas vadītājs Fotonikas zinātņu institūts Spānijā, kurš vadīja pētījumu. Viņš saka jauno rezultātu, kas aprakstīts šonedēļ Dabas fizika , ir pirmais eksperimentālais pierādījums.
Lai veiktu eksperimentu, pētnieki izmantoja divus īpaši ātrus gaismas impulsus. Pirmais nosūtīja noteiktu enerģijas daudzumu vienā grafēna slānī. Otrais kalpoja kā zonde, kas skaitīja pirmā radītos elektronus.
PV potenciāls: Ir pierādīts, ka grafēnam, kura atomu struktūra ir redzama šajā konceptuālajā ilustrācijā, ir daudzsološas optiskās īpašības.
Koppens saka, ka jaunajā dokumentā aprakstītajai parādībai, iespējams, būs vistiešākā ietekme attēla uztveršanas jomā; viņa laboratorija strādā pie ierīces prototipa. Viņš ir diezgan pārliecināts, ka grupa var uzlabot gaismas sensoru, piemēram, kamerās, nakts redzamības briļļu un dažu medicīnisko sensoru, veiktspēju.
Koppensa līdzstrādnieku vidū bija MIT fizikas profesors Leonīds Ļevitovs un Džastins Čjens Vens Songs, Levitova laboratorijas absolvents, kurš palīdzēja Koppensam interpretēt datus, izmantojot teorētisko modelēšanu.
Lai gan darbs tikai norāda uz iespējamiem saules pielietojumiem, tas parāda, ka grafēnu varētu uzskatīt par kandidātu izmantošanai tā sauktajās trešās paaudzes saules baterijās. Šis termins attiecas uz vēl neizstrādātām tehnoloģijām, kas pārvarētu parasto saules bateriju fiziskās robežas un sasniegtu daudz augstāku efektivitāti. Mūsdienu silīcija elementu teorētiskā efektivitātes robeža ir aptuveni 30 procenti. Saules baterijām, kas izgatavotas no grafēna, teorētiskais ierobežojums var pārsniegt 60 procentus.
Koppens saka, ka daudzi inženiertehniskie izaicinājumi to kavē, taču ne mazāk svarīgi ir izdomāt, kā iegūt enerģiju no sistēmas.
Jaunais dokuments ilustrē ļoti svarīgu koncepciju, jo nākotnes ierīces būs atkarīgas no izpratnes par fiziskajiem procesiem, kas notiek, kad grafēns absorbē gaismu, saka Andrea Ferrari , nanotehnoloģiju profesors Kembridžas Universitātē Apvienotajā Karalistē Ferrari, kurš nebija iesaistīts šajā pētījumā, saka, ka viņam un kolēģiem joprojām ir nepublicēts raksts, kurā aprakstīts līdzīgs rezultāts. Viņš saka, ka šī īpašuma demonstrēšana grafēnā paver daudzsološu jaunu pētniecības jomu.
Grafēns jau bija aizraujošs kā fotoelektrisks materiāls tā unikālo optisko īpašību dēļ, skaidro Ferrari. Viņš saka, ka materiāls var darboties ar visiem iespējamiem viļņa garumiem, kādus varat iedomāties. Pasaulē nav cita materiāla ar šādu uzvedību. Tas ir arī elastīgs, izturīgs, salīdzinoši lēts un viegli integrējams ar citiem materiāliem. Viņš saka, ka jaunais pētījums pievieno trešo interesējošu slāni optikas grafēnam.