Kaks Lehigh’ Ülikooli füüsikut arendasid välja pilditehnika, mis võimaldab otseselt vaadelda valgust kiirgavaid eksitone hajumas uues aines, mida uuritakse tema erakordsete elektriliste omaduste tõttu. Rubreeniks (rubrene, ingl. k.) nimetatud aine kuulub monokristalliliste orgaaniliste pooljuhtide uude põlvkonda.
Valguse mõjul tekkinud eksitonidel on keskne roll päikeseenergia salvestamisel plastist päikesepatareides. Kaks füüsikut, Ivan Biaggio ja Pavel Irkhin kasutasid esmakordselt edasiarendatud pilditehnikat energiat kandvate eksitonide pikamaadifusiooni uurimiseks orgaanilises kristallis, kirjutab Physorg.com.
Kristalli tahud ja asukohad eksitroni difusiooni katses. A: Mikromeetripaksused kristallid bc tahul erineva orientatsiooniga. Fotoluminestsentsmuster näitab eksitoni difusiooni mõju õhukeses kristallis ja selle all. B: puhas bc tahk. C: Kristalli tahk, kus b telg pole paralleelne pinnaga, luues asümmeetrilise fotoluminestsentsmustri. Pilt: Ivan Biaggio, Lehigh Ülikool
Biaggio sõnul on võimalik eksitonide mehhanismi mõista nii, et kallata põrandale piima. Piim levib kokkupuutekohast igas suunas laiali. Kui kaugele see levib, sõltub pinna tüübist, millele piim kallatakse. Nüüd kujutlege, et piim asendatakse osakeste sarnaste energiakimpudega ning põrand korrastatud struktuuriga orgaaniliste molekulidega.
Biaggio meeskond kasutas fokuseeritud laserkiirt eksitonide loomiseks orgaanilistest molekulidest valmistatud kristallis. Nad jälgisid eksitonide liikumist vahemaadel, mis on väiksemad inimese juuksekarva läbimõõdust, võttes otse pilte nende poolt kiiratavast valgusest. Erinevalt mahakallatud piimast levisid eksitonid ainult kindlale molekulide järjestusele vastavas suunas.
Lootus solaarse kitsaskoha ületamiseks
Eksitonide hajumise mõistmine on ülioluline plastist päikesepatareide tehnoloogias, milles valguse neeldumise tõttu tekivad eksitonid üldkasutatavates ränisüsteemides tekkiva otsese elektrivoolu asemel.
Ivan Biaggio ja Pavel Irkhin arendasid välja pilditehnika, mis võib aidata ületada kitsaskohta päikeseenergia efektiivses kasutamises
Olles tekitatud plastist päikesepatareides, difundeeruvad eksitonid spetsiifiliselt kujundatud piirpindadeni, kus nad vabastavad elektronid välisesse vooluringi, luues elektrivooluna tuntud elektronide voo. See difusiooniprotsess on üks tehnilistest väljakutsetest, mis piirab plastist päikesepatareide efektiivsust.
,,See on esimene kord, mil eksitone vaadeldi otseselt molekulaarses aines toatemperatuuril,” väitis Biaggio. ,,Me usume, et tehnikat, mida me demonstreerisime, kasutavad ära teisedki uurijad, saamaks paremini aru eksitonide difusioonist ning kitsaskohast, mida see loob plastist päikesepatareide arendustöös.”
Teadusartikkel: ,,Direct Imaging of Anisotropic Exciton Diffusion and Triplet Diffusion Length in Rubrene Single Crystals“
Eksitroni mõiste on tundmatu. Äkki on tegemist tõlkevea ja eksiton’iga?
Nii see on. Tänan tähelepanu juhtimise eest.
A.M.