물리학자단체 네트워크에 따르면 최근 핀란드 연구진이 외부양자효율 130%의 블랙실리콘 광검출기를 개발했다고 보고했다. 이는 광전지 소자의 효율이 이론 한계인 100%를 처음으로 넘어선 것으로 기대된다. 광전 검출 장치의 효율성을 향상시키며, 이러한 장치는 자동차, 휴대폰, 스마트 시계 및 의료 장비에 널리 사용됩니다.
광검출기는 빛이나 기타 전자기 에너지를 측정하고 광자를 전류로 변환하며 흡수된 광자는 전자-정공 쌍을 형성할 수 있는 센서입니다.광검출기에는 포토다이오드, 포토트랜지스터 등이 포함됩니다. 양자 효율은 광검출기와 같은 장치에서 전자-정공 쌍으로 수신된 광자의 백분율을 정의하는 데 사용됩니다. 즉, 양자 효율은 광생성 전자의 수를 다음으로 나눈 값과 같습니다. 입사 광자의 수.
입사된 광자가 외부 회로에 전자를 생성할 때 장치의 외부 양자 효율은 100%입니다(이전에는 이론적인 한계로 생각됨).최근 연구에서 블랙 실리콘 광검출기는 최대 130%의 효율을 보였습니다. 이는 입사 광자 1개가 약 1.3개의 전자를 생성한다는 의미입니다.
알토 대학 연구진에 따르면, 이 획기적인 발전의 이면에 있는 비밀 무기는 고에너지 광자에 의해 촉발되는 블랙 실리콘 광검출기의 고유한 나노 구조 내에서 발생하는 전하 운반체 증식 과정입니다.이전에는 과학자들이 전기적, 광학적 손실로 인해 수집된 전자의 수가 감소했기 때문에 실제 장치에서 이 현상을 관찰할 수 없었습니다.연구를 주도한 Hera Severn 교수는 “우리의 나노구조 장치에는 재결합이나 반사 손실이 없기 때문에 모든 증폭된 전하 캐리어를 수집할 수 있습니다.”라고 설명했습니다.
이러한 효율성은 유럽에서 가장 정확하고 신뢰할 수 있는 측정 서비스인 독일 국립 계측 협회(PTB)의 물리 기술 연구소에서 검증되었습니다.
연구원들은 이러한 기록 효율성이 과학자들이 광전 감지 장치의 성능을 크게 향상시킬 수 있음을 의미한다고 지적합니다.
Aalto 대학 소유 회사인 ElfysInc의 CEO인 Mikko Juntuna 박사는 “우리의 검출기는 특히 생명공학 및 산업 공정 모니터링 분야에서 많은 관심을 불러일으켰습니다.”라고 말했습니다.상업적 용도로 이러한 검출기를 제조하기 시작한 것으로 알려졌습니다.
게시 시간: 2023년 7월 11일