{"id":25204,"date":"2012-02-14T17:03:42","date_gmt":"2012-02-14T14:03:42","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=25204"},"modified":"2012-05-04T11:36:33","modified_gmt":"2012-05-04T08:36:33","slug":"nanokestadest-%e2%80%9esosistavad%e2%80%9c-galeriid-taiustavad-ohukesi-paikesepaneele","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=25204","title":{"rendered":"Nanokestadest \u201esosistavad\u201c galeriid t\u00e4iustavad \u00f5hukesi p\u00e4ikesepaneele"},"content":{"rendered":"

M\u00f5nes \u00f5\u00f5nsas poolkupli-kujulises ruumis esineb huvitav akustiline efekt: kui keegi sosistab ruumi \u00fches otsas, kuuleb ruumi teises otsas olev inimene igat sosistatud silpi. Heli kandub \u00fcle poolringi-kujulise ruumipinna peaaegu kadudeta. Seda n\u00e4htust teatakse \u201esosistava\u201c galeriina.<\/strong><\/p>\n

Teadusajakirjas Nature Communications<\/em> avaldatud artiklis kirjeldab Stanfordi inseneride meeskond, kuidas nad valmistasid \u00fcliv\u00e4ikeseid \u00f5\u00f5nsaid fotogalvaanilisest nanokristallilisest r\u00e4nist kerasid. Lisaks kirjeldavad nad, kuidas nad seda teadmist rakendasid, et teha valgusega sama, mida ringjad ruumid heliga teevad. Tulemused v\u00f5ivad inseneride s\u00f5nul m\u00e4rkimisv\u00e4\u00e4rselt v\u00e4hendada p\u00e4ikesepatareide materjalikulu ja t\u00f6\u00f6tlemise hinda, kirjutab Physorg.com<\/a>.<\/p>\n

\"\"<\/a>

See skaneeriv-elektronmikroskoobi abil tehtud kuvand n\u00e4itab fotogalvaanilisest r\u00e4nist valmistatud \u00f5\u00f5nsatest nanokestadest kihi ristl\u00e4bil\u00f5iget. \u00d5huke \u00fcmmargune struktuur parendab valguse neeldumist nii, et l\u00f5ksustab valguse aine sisse, luues niinimetatud optilised \u201esosistavad\u201c galeriid. Pilt: Yan Yao<\/p><\/div>\n

\u201eNanokristalliline r\u00e4ni on suurep\u00e4rane fotogalvaaniline aine. Sellel on k\u00f5rge elektriline t\u00f5husus ja see on karmi p\u00e4iksekiirguse all vastupidav,\u201c s\u00f5nas Shanhui Fan<\/strong>, Stanfordi \u00fclikooli professor ja k\u00e4esoleva artikli kaas-autor. \u201eM\u00f5lemad v\u00f5imekused on olnud teist t\u00fc\u00fcpi \u00f5hukeste solaarkilede jaoks v\u00e4ljakutseks.\u201c Nanokristallilise r\u00e4ni komistuskiviks on aga selle suhteliselt kehv valguse neelamise v\u00f5ime, mis vajab paksu kihistust. Selle tootmine on aegan\u00f5udev.<\/p>\n

\u201eSosistavad” galeriid<\/strong><\/p>\n

Insenerid kutsuvad omaloodud kerasid nanokestadeks. Nende tootmine vajab veidi tehnikaalast \u201ev\u00f5lukunsti\u201c. Teadlased valmistasid esmalt v\u00e4ikesed kvartspallid ning katsid need siis r\u00e4nikihiga. Seej\u00e4rel s\u00f6\u00f6vitasid nad vesinikfluoriidhappe abil klaasist keskosa v\u00e4lja, j\u00e4ttes alles \u00fcliolulise valgustundliku kesta. Need kestad moodustavad optilised \u201esosistavad\u201c galeriid, mis p\u00fc\u00fcavad valgust ja panevad selle ringlema. \u201eValgus j\u00e4\u00e4b nanokestadesse l\u00f5ksu,\u201c v\u00e4itis professor Yi Cui<\/strong>, uurimust\u00f6\u00f6 vanem-autor. \u201eSee j\u00e4\u00e4b ringlema ning ei l\u00e4he kestadest l\u00e4bi, mis on v\u00e4ga soovitud efekt p\u00e4ikesepatareide-rakenduste tarbeks.\u201c<\/p>\n

Uurijate arvutuste kohaselt ringleb valgus \u00fcmber kestade paar korda. Selle aja jooksul neelab r\u00e4ni valgusenergia j\u00e4rk-j\u00e4rgult endasse. Mida kauem valgus aines p\u00fcsib, seda parem on neeldumine.\u00a0\u201eSee on uus l\u00e4henemine lairiba valgusneeldumisele. \u201eSosistavate\u201c galeriide resonantsire\u017eiimi \u00e4rakasutamine nanokestades on v\u00e4ga p\u00f5nev,\u201c s\u00f5nas Yan Yao<\/strong>, \u00fcks k\u00e4esoleva uurimust\u00f6\u00f6 juhtivatest autoritest. \u201eSee v\u00f5ib aidata t\u00e4iustada p\u00e4ikesepatareisid ning leida rakendust ka teistes alades, kus t\u00f5hus valguse neeldumine on oluline, n\u00e4iteks p\u00e4ikesek\u00fctuste ja fotodetektorite puhul.\u201c<\/p>\n

Nii paks kui \u00f5huke<\/strong><\/p>\n

Teadlased v\u00f5rdlesid valguse neeldumist \u00fchekordses nanokestadest kihis ning lamedas r\u00e4nikihis. Need kaks erinevat kihti asetati teineteise k\u00f5rvale. Meeskond demonstreeris, et nanokestade kiht n\u00e4itas oluliselt suuremat neeldumist \u00fcle laiema valgusspektri.\u00a0\u201eNanomeetri skaalas kerakujulised kestad t\u00f5estasid oma headust, maksimeerides kile neeldumise t\u00f5husust. Kestad v\u00f5imaldavad valgusel h\u00f5lpsasti kilesse siseneda ja seej\u00e4rel l\u00f5ksustavad selle. Nii t\u00e4iustub neeldumine viisil, milleks suureskaalalised vasted v\u00f5imelised pole. Selles v\u00e4ljendub nanotehnoloogia v\u00f5imsus,\u201c s\u00f5nas Jie Yao<\/strong>, \u00fcks artikli juhtivatest kaas-autoritest.<\/p>\n

Meeskond t\u00f5stis neeldumise taset veelgi k\u00f5rgemale, asetades kaks v\u00f5i isegi kolm nanokestadest kihti \u00fcksteise peale. Kolmekihilise struktuuri puhul saavutasid nad 75%-lise valguse neeldumise teatud olulistes p\u00e4ikesekiirgusspektri vahemikes.<\/p>\n

Nutikas struktuur<\/strong><\/p>\n

Insenerid n\u00e4itasid, kuidas nende nutikas struktuur v\u00f5ib maksta dividende ka lisaks neeldumise t\u00e4iustamisele. Esmalt, nanokesti on v\u00f5imalik kiiresti valmistada. \u201eTahkest nanokristallilisest r\u00e4nist tehtud mikroni paksuse lameda kile valmistamine v\u00f5ib v\u00f5tta m\u00f5ne tunni. Sarnase valguse neeldumise v\u00f5imega nanokestade valmistamine v\u00f5tab vaid m\u00f5ne minuti,\u201c v\u00e4itis Yan.<\/p>\n

Samuti kulub nanokestadest struktuuride valmistamiseks oluliselt v\u00e4hem materjali \u2013 vaid \u00fcks kahek\u00fcmnendik nanokristallilise r\u00e4ni puhul vajaminevast. \u201eKahek\u00fcmnendik ainest maksab teadagi \u00fcks kahek\u00fcmnendik ja kaalub \u00fcks kahek\u00fcmnendik tahke kihi v\u00e4\u00e4rtustest,\u201c v\u00e4itis Jie. \u201eSee v\u00f5imaldab meil toota kulut\u00f5husalt paremini toimivaid p\u00e4ikesepatareid haruldastest v\u00f5i kallitest materjalidest.\u201c<\/p>\n

\u201eKile, mida kasutasime oma uurimust\u00f6\u00f6s, on valmistatud suhteliselt k\u00fclluslikult levinud r\u00e4nist. Edaspidi v\u00f5ib nanokestade poolt v\u00f5imaldatud materjalide v\u00e4henemine aidata kaasa mitut t\u00fc\u00fcpi \u00f5hukeste kilepatareide skaala suurendamisele. Need on kilepatareid, milles kasutatakse haruldasi aineid, n\u00e4iteks telluuri v\u00f5i indiumi,\u201c s\u00f5nas artikli kaas-autor Vijay Narasimhan<\/strong>.<\/p>\n

Nanokestade puhul pole ka sissetuleva valguse nurk kuigi oluline ning kihid on piisavalt \u00f5hukesed, et neid on v\u00f5imalik painutada ja v\u00e4\u00e4nata ilma kahju tekitamata. Need tegurid v\u00f5ivad avada tee suurele hulgale uutele rakendustele olukordades, kus optimaalse sissetuleva valguse nurga saavutamine pole alati v\u00f5imalik. Siin v\u00f5ib kujutleda solaar-purjeid avamerel v\u00f5i fotogalvaanilisi r\u00f5ivaid m\u00e4gironimiseks.\u00a0\u201eSee uus struktuur on ainult algus ja see n\u00e4itab m\u00f5nda p\u00f5nevat potentsiaali arenenud nanofotooniliste struktuuride kasutamiseks, et parendada p\u00e4ikesepatareide t\u00f5husust,\u201c s\u00f5nas Shanhui Fan<\/strong>.<\/p>\n

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

Teadusartikkel:\u00a0\u201eBroadband light management using low-Q whispering gallery modes in spherical nanoshells<\/a>\u201d<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

M\u00f5nes \u00f5\u00f5nsas poolkupli-kujulises ruumis esineb huvitav akustiline efekt: kui keegi sosistab ruumi \u00fches otsas, kuuleb ruumi teises otsas olev inimene igat sosistatud silpi. Heli kandub \u00fcle poolringi-kujulise ruumipinna peaaegu kadudeta. Seda n\u00e4htust teatakse \u201esosistava\u201c galeriina. Teadusajakirjas Nature Communications avaldatud artiklis kirjeldab Stanfordi inseneride meeskond, kuidas nad valmistasid \u00fcliv\u00e4ikeseid \u00f5\u00f5nsaid fotogalvaanilisest nanokristallilisest r\u00e4nist kerasid. Lisaks kirjeldavad […]<\/p>\n","protected":false},"author":448,"featured_media":25205,"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":[31,16],"tags":[53],"class_list":{"0":"post-25204","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-rakenduslik-teadus","8":"category-teadusuudis","9":"tag-tulevikuenergia","10":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/25204","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=25204"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/25204\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/25205"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=25204"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=25204"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=25204"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}