{"id":21880,"date":"2011-10-27T11:31:20","date_gmt":"2011-10-27T08:31:20","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=21880"},"modified":"2011-10-27T11:31:20","modified_gmt":"2011-10-27T08:31:20","slug":"kolm-elektroni-%e2%80%9euhe-hinnaga%e2%80%9d","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=21880","title":{"rendered":"Kolm elektroni \u201e\u00fche hinnaga\u201d"},"content":{"rendered":"

Hollandi Delfit\u2019i Tehnika\u00fclikooli ja Belgia Toyota Euroopa uurijad l\u00f5id uue aine, mis on v\u00f5imeline vabastama kolm v\u00f5i enam vaba elektroni iga kord, kui see haarab endasse \u00fche \u00fcksiku footoni. See erineb tavap\u00e4rastest pooljuhtidest, mis vabastavad vaid \u00fche vaba elektroni \u00fche \u201eneeldunud\u201c footoni kohta. \u00dcliv\u00e4ikeste pooljuht-struktuuride, kvantpunktide baasil loodud uut ainet v\u00f5ib tulevikus kasutada t\u00f5husamate p\u00e4ikesepatareide loomiseks.<\/strong><\/p>\n

<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a><\/strong>

Kvantpunktide lahused: iga v\u00e4rvus vastab punktide suurusele ja neist kiirguva valguse lainepikkusele. Pilt: Michiel Aerts<\/p><\/div>\n

Iga p\u00e4ikesepatareisse neelduv footon vabastab tavap\u00e4raselt \u00fche elektroni ning positiivse laenguga augu, mis liiguvad vastassuundades. Nii tekib elektrivool. Elektroni vabanemisel eraldub aga suur osa selle kineetilisest energiast soojusena, mida ei osata kasutada elektrienergia loomiseks. Seega huvituvad uurijad uute ainete arendamisest, milles oleks v\u00f5imalik p\u00fc\u00fcda kinni osa v\u00f5i k\u00f5ik muidu soojusena eralduvast energiast nii, et see raisku ei l\u00e4heks, kirjutab physicsworld.com<\/a>.<\/p>\n

\u00dcks moodus selle energia kogumiseks on\u00a0 kvantpunktidega \u00f5hukeste kilede kasutamine. Nendes on v\u00f5imalik kohandada \u00fche elektroni vabanemiseks vajaminevat energia hulka, muutes kvantpunktide suurust. Seega v\u00f5ib \u00fcks elektron vabastada rohkem elektrone, kui see l\u00e4bib kvantpunkti. Seda protsessi nimetatakse \u201eelektronkordistuseks\u201c (ingl. k. \u201ecarrier multiplication<\/em>\u201c). Kahjuks ei h\u00f5lma see l\u00e4henemine t\u00f5eliselt vabu elektrone ja -auke, vaid pigem eksitone \u2013 omavahel seotud elektronide ja elektron-aukude paare. Ehkki eksitone on v\u00f5imalik eraldada vabadeks laenguteks elektriv\u00e4lja m\u00f5jul v\u00f5i kvantpunktide \u00fchendamisel teise pooljuht-ainega, v\u00e4hendavad m\u00f5lemad tehnikad seadmete t\u00f5husust.<\/p>\n

N\u00fc\u00fcd aga tegi Michiel Aerts<\/strong> koos kolleegidega kvantpunktide kile, milles elektronkordistamise protsess toimub pigem vabade elektronidega kui eksitonidega.\u00a0 Plii-seleniidist<\/strong> valmistatud kvantpunktide l\u00e4bim\u00f5\u00f5t on umbes 5 nanomeetrit. Kiled ise valmistati nii, et kvarts-substraat kasteti kvantpunktide lahusesse.<\/p>\n

Stabiilne elektrijuht<\/strong><\/p>\n

Aertsi \u00fcheks v\u00e4ljakutseks oli kindlustamine, et elektronid saaksid vabalt liikuda \u00fcksikute kvantpunktide vahel. See on tavaliselt probleem, sest nanoosakesed peavad olema kaetud elektriliselt isoleeritud orgaanilise kihiga, et ennetada nende v\u00e4\u00e4rtuse kadu kile valmistamisel. Seega m\u00f5tles Aerts koos kolleegidega v\u00e4lja, kuidas eemaldada kiles olevate kvantpunktidelt orgaaniline kiht, et elektri juhtimine saaks toimuda.<\/p>\n

Elektronkordistamise protsess algab siis, kui kvantpunkti neeldub \u00fcks footon, mis vabastab elektroni ja elektronvakantsi, mis saavad seej\u00e4rel liikuda eemalolevatesse kvantpunktidesse, vabastamaks teisi elektrone ja \u2013auke. Kilede juhtivus m\u00f5\u00f5deti ja siis n\u00e4itas teadust\u00f6\u00f6 meeskond, et kui kilesid valgustada 400 nm-se ultraviolettvalgusega, vabaneb keskmiselt kolm vaba elektroni \u00fche neeldunud footoni kohta. See lainepikkus on n\u00e4htava spektri piiril ning seda leidub p\u00e4ikesevalguses k\u00fclluslikult.<\/p>\n

Aerts s\u00f5nas teadusuudisteportaalile physicsworld.com<\/em>, et tema meeskond tahab n\u00fc\u00fcd valmistada nendest kiledest p\u00e4ikesepatareisid. Teoorias v\u00f5ivad sellised p\u00e4ikesepatareid saavutada 44%-se t\u00f5hususe, v\u00f5rrelduna tavap\u00e4raste r\u00e4ni-p\u00e4ikesepatareide teoreetilise maksimumi 35%-ga. Kuigi kvantpunktidest kiled on suhteliselt odavad ja kergesti valmistatavad, on nendest seadmete valmistamine \u00fcsna keeruline, sest pliiseleniid on m\u00fcrgine ning kokkupuutel \u00f5huga, kaotavd kiirelt oma efektiivsuse.<\/p>\n

Allikas<\/a><\/p>\n

Teadusartikkel: ,,Free charges produced by carrier multiplication in strongly coupled PbSe quantum dot films<\/a>“<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Hollandi Delfit\u2019i Tehnika\u00fclikooli ja Belgia Toyota Euroopa uurijad l\u00f5id uue aine, mis on v\u00f5imeline vabastama kolm v\u00f5i enam vaba elektroni iga kord, kui see haarab endasse \u00fche \u00fcksiku footoni. See erineb tavap\u00e4rastest pooljuhtidest, mis vabastavad vaid \u00fche vaba elektroni \u00fche \u201eneeldunud\u201c footoni kohta. \u00dcliv\u00e4ikeste pooljuht-struktuuride, kvantpunktide baasil loodud uut ainet v\u00f5ib tulevikus kasutada t\u00f5husamate p\u00e4ikesepatareide […]<\/p>\n","protected":false},"author":448,"featured_media":21881,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[110],"class_list":{"0":"post-21880","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-materjal","9":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/21880","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/448"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=21880"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/21880\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/21881"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=21880"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=21880"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=21880"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}