|
Отслеживание темных экситонов во времени и пространстве
|
|
|
|
Как можно усовершенствовать новейшие технологии, такие как солнечные батареи? Международная исследовательская группа, возглавляемая Геттингенским университетом, помогает найти ответы на подобные вопросы с помощью новой методики. Впервые можно точно отследить формирование крошечных, трудно обнаруживаемых частиц, известных как темные экситоны, во времени и пространстве. Эти невидимые переносчики энергии будут играть ключевую роль в будущих солнечных элементах, светодиодах и детекторах. Результаты опубликованы в Nature Photonics.
|
|
|
|
Темные экситоны - это крошечные пары, состоящие из одного электрона и дырки, которую он оставляет после себя при возбуждении. Они переносят энергию, но не могут излучать свет (отсюда и название "темные"). Один из способов визуализировать экситон - представить себе воздушный шар (представляющий электрон), который улетает и оставляет после себя пустое пространство (дырку), с которым он остается связанным силой, известной как кулоновское взаимодействие. Исследователи говорят о "состояниях частиц", которые трудно обнаружить, но которые особенно важны в атомарно тонких двумерных структурах в специальных полупроводниковых соединениях.
|
|
|
|
В более ранней публикации исследовательская группа под руководством профессора Стефана Матиаса с физического факультета Геттингенского университета смогла показать, как эти темные экситоны создаются за невообразимо короткое время, и описать их динамику с помощью квантово-механической теории.
|
|
|
|
|
|
|
В текущем исследовании команда ученых разработала новый метод, известный как "Сверхбыстрая импульсная микроскопия в темном поле", и впервые использовала его. Это позволило им показать, как образуются темные экситоны в специальном материале, изготовленном из диселенида вольфрама (WSe2) и дисульфида молибдена (MoS2), за поразительное время, длящееся всего 55 фемтосекунд и измеренное с точным разрешением 480 нанометров.
|
|
|
|
"Этот метод позволил нам очень точно измерить динамику носителей заряда", - объясняет первый автор исследования доктор Дэвид Шмитт, также с физического факультета Геттингенского университета.
|
|
|
|
"Полученные результаты дают фундаментальное представление о том, как свойства образца влияют на движение носителей заряда. Это означает, что в будущем этот метод может быть использован, например, для улучшения качества и, следовательно, эффективности солнечных батарей", - добавляет доктор Марсель Ройтцель, младший научный руководитель исследовательской группы Матиаса. - Это означает, что данный метод может быть использован не только для этих специально разработанных систем, но и для исследований новых типов материалов".
|
|
|
|
Источник
|
