ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క క్వాంటం సామర్థ్యం సైద్ధాంతిక పరిమితిని విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది

ఫిన్నిష్ పరిశోధకులు 130% బాహ్య క్వాంటం సామర్థ్యంతో బ్లాక్ సిలికాన్ ఫోటోడెటెక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేశారని భౌతిక శాస్త్రవేత్తల సంస్థ నెట్‌వర్క్ ఇటీవల నివేదించింది, ఇది ఫోటోవోల్టాయిక్ పరికరాల సామర్థ్యం 100% సైద్ధాంతిక పరిమితిని అధిగమించడం ఇదే మొదటిసారి, ఇది ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ డిటెక్షన్ పరికరాల సామర్థ్యాన్ని బాగా మెరుగుపరుస్తుందని భావిస్తున్నారు మరియు ఈ పరికరాలు కార్లు, మొబైల్ ఫోన్లు, స్మార్ట్ వాచీలు మరియు వైద్య పరికరాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

ఫోటోడెటెక్టర్ అనేది కాంతి లేదా ఇతర విద్యుదయస్కాంత శక్తిని కొలవగల సెన్సార్, ఫోటాన్‌లను విద్యుత్ ప్రవాహంగా మార్చగలదు మరియు శోషించబడిన ఫోటాన్లు ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను ఏర్పరుస్తాయి. ఫోటోడెటెక్టర్‌లో ఫోటోడయోడ్ మరియు ఫోటోట్రాన్సిస్టర్ మొదలైనవి ఉంటాయి. క్వాంటం సామర్థ్యం అనేది ఫోటోడెటెక్టర్ వంటి పరికరం ద్వారా ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతగా స్వీకరించబడిన ఫోటాన్‌ల శాతాన్ని నిర్వచించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, అంటే, క్వాంటం సామర్థ్యం ఫోటోజెనరేటెడ్ ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్యను సంఘటన ఫోటాన్‌ల సంఖ్యతో భాగించినప్పుడు సమానం.

ఒక సంఘటన ఫోటాన్ ఒక 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 దాదాపు 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 ఫోటాన్‌ల ద్వారా ప్రేరేపించబడుతుంది. గతంలో, విద్యుత్ మరియు ఆప్టికల్ నష్టాల ఉనికి సేకరించిన ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్యను తగ్గించినందున, శాస్త్రవేత్తలు నిజమైన పరికరాల్లో ఈ దృగ్విషయాన్ని గమనించలేకపోయారు. "మా నానోస్ట్రక్చర్డ్ పరికరాలకు పునఃసంయోగం మరియు ప్రతిబింబ నష్టం లేదు, కాబట్టి మేము అన్ని గుణించిన ఛార్జ్ క్యారియర్‌లను సేకరించగలము" అని అధ్యయన నాయకుడు ప్రొఫెసర్ హెరా సెవెర్న్ వివరించారు.

ఈ సామర్థ్యాన్ని ఐరోపాలో అత్యంత ఖచ్చితమైన మరియు నమ్మదగిన కొలత సేవ అయిన జర్మన్ నేషనల్ మెట్రాలజీ సొసైటీ (PTB) యొక్క ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఫిజికల్ టెక్నాలజీ ధృవీకరించింది.

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

"మా డిటెక్టర్లు ముఖ్యంగా బయోటెక్నాలజీ మరియు పారిశ్రామిక ప్రక్రియ పర్యవేక్షణ రంగాలలో చాలా ఆసక్తిని రేకెత్తించాయి" అని ఆల్టో విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన ఎల్ఫిస్ఇంక్ కంపెనీ CEO డాక్టర్ మిక్కో జుంటునా అన్నారు. వాణిజ్య ఉపయోగం కోసం వారు ఇటువంటి డిటెక్టర్లను తయారు చేయడం ప్రారంభించారని నివేదించబడింది.