ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క క్వాంటం సామర్థ్యం సైద్ధాంతిక పరిమితిని విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది

భౌతిక శాస్త్రవేత్తల సంస్థ నెట్‌వర్క్ ప్రకారం, ఫిన్నిష్ పరిశోధకులు 130% బాహ్య క్వాంటం సామర్థ్యంతో బ్లాక్ సిలికాన్ ఫోటోడెటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారని ఇటీవల నివేదించారు, ఇది ఫోటోవోల్టాయిక్ పరికరాల సామర్థ్యం 100% సైద్ధాంతిక పరిమితిని అధిగమించడం ఇదే మొదటిసారి, ఇది గొప్పగా అంచనా వేయబడింది. ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ డిటెక్షన్ పరికరాల సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది మరియు ఈ పరికరాలు కార్లు, మొబైల్ ఫోన్‌లు, స్మార్ట్ వాచ్‌లు మరియు వైద్య పరికరాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి.

ఫోటోడెటెక్టర్ అనేది కాంతి లేదా ఇతర విద్యుదయస్కాంత శక్తిని కొలవగల సెన్సార్, ఫోటాన్‌లను విద్యుత్ ప్రవాహంగా మారుస్తుంది మరియు శోషించబడిన ఫోటాన్‌లు ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను ఏర్పరుస్తాయి. ఫోటోడెటెక్టర్‌లో ఫోటోడియోడ్ మరియు ఫోటోట్రాన్సిస్టర్ మొదలైనవి ఉంటాయి. ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతగా ఫోటోడెటెక్టర్ వంటి పరికరం అందుకున్న ఫోటాన్‌ల శాతాన్ని నిర్వచించడానికి క్వాంటం సామర్థ్యం ఉపయోగించబడుతుంది, అంటే క్వాంటం సామర్థ్యం ఫోటోజెనరేటెడ్ ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్యతో విభజించబడింది. సంఘటన ఫోటాన్ల సంఖ్య.

ఒక సంఘటన ఫోటాన్ బాహ్య సర్క్యూట్‌కు ఎలక్ట్రాన్‌ను ఉత్పత్తి చేసినప్పుడు, పరికరం యొక్క బాహ్య క్వాంటం సామర్థ్యం 100% (గతంలో సైద్ధాంతిక పరిమితిగా భావించబడింది). తాజా అధ్యయనంలో, బ్లాక్ సిలికాన్ ఫోటోడెటెక్టర్ 130 శాతం వరకు సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది, అంటే ఒక సంఘటన ఫోటాన్ సుమారు 1.3 ఎలక్ట్రాన్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ఆల్టో విశ్వవిద్యాలయ పరిశోధకుల అభిప్రాయం ప్రకారం, ఈ ప్రధాన పురోగతి వెనుక ఉన్న రహస్య ఆయుధం బ్లాక్ సిలికాన్ ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క ప్రత్యేకమైన నానోస్ట్రక్చర్‌లో సంభవించే ఛార్జ్-క్యారియర్ గుణకార ప్రక్రియ, ఇది అధిక-శక్తి ఫోటాన్‌లచే ప్రేరేపించబడుతుంది. గతంలో, శాస్త్రవేత్తలు వాస్తవ పరికరాలలో దృగ్విషయాన్ని గమనించలేకపోయారు, ఎందుకంటే విద్యుత్ మరియు ఆప్టికల్ నష్టాల ఉనికిని సేకరించిన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్యను తగ్గించింది. "మా నానోస్ట్రక్చర్డ్ పరికరాలకు రీకాంబినేషన్ మరియు ప్రతిబింబ నష్టం లేదు, కాబట్టి మేము అన్ని గుణించబడిన ఛార్జ్ క్యారియర్‌లను సేకరించగలము" అని అధ్యయన నాయకుడు ప్రొఫెసర్ హేరా సెవెర్న్ వివరించారు.

ఐరోపాలో అత్యంత ఖచ్చితమైన మరియు విశ్వసనీయమైన కొలత సేవ అయిన జర్మన్ నేషనల్ మెట్రాలజీ సొసైటీ (PTB) యొక్క ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఫిజికల్ టెక్నాలజీ ద్వారా ఈ సామర్థ్యం ధృవీకరించబడింది.

ఈ రికార్డు సామర్థ్యం అంటే శాస్త్రవేత్తలు ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ డిటెక్షన్ పరికరాల పనితీరును బాగా మెరుగుపరచగలరని పరిశోధకులు గమనించారు.

"మా డిటెక్టర్లు ముఖ్యంగా బయోటెక్నాలజీ మరియు ఇండస్ట్రియల్ ప్రాసెస్ మానిటరింగ్ రంగాలలో చాలా ఆసక్తిని సృష్టించాయి" అని ఆల్టో యూనివర్శిటీ యాజమాన్యంలోని ఎల్ఫీస్ఇంక్ యొక్క CEO డాక్టర్ మిక్కో జుంటునా అన్నారు. వాణిజ్య అవసరాల కోసం ఇటువంటి డిటెక్టర్లను తయారు చేయడం ప్రారంభించినట్లు సమాచారం.