Впервые удалось наблюдать движение экситонов

Что собой представляют экситоны, ученым известно давно. Но вот движение этих квазичастиц в материалах им удалось наблюдать впервые.

Экситон в кристалле тетрацена

Экситоны – квазичастицы, ответственные за передачу энергии внутри таких устройств, как солнечные ячейки, светодиоды и полупроводниковые схемы. Исследователи из Массачусетского технологического института и Городского колледжа Нью-Йорка совершили, можно сказать, подвиг – они наблюдали движение экситонов прямым способом. Их работа может серьезно ускорить прогресс в области электроники и дать лучшее понимание естественных процессов передачи энергии, например, фотосинтеза.

Исследование было опубликовано в свежем журнале Nature Communications.

Это первое прямое наблюдение процессов диффузии экситонов, которое показало существенное влияние кристаллической структуры на диффузионный процесс. Экситоны тесно связаны с современными технологиями. Эти частицы определяют движение энергии на наноуровне. Эффективность таких устройств, как фотоэлементы и светодиоды, зависит от характера перемещения экситонов по материалу, — цитирует PhysOrg слова профессора Владимира Буловича из Массачусетского технологического института.

Экситон перемещается по кристаллической решетке в виде связанной электронно-дырочной пары, словно частица. Экситоны электрически нейтральны и несут потенциальную энергию. Например, в солнечном элементе, входящий фотон, задевая электрон, переводит его на более высокий энергетический уровень. Это возбуждение передается по материалу в виде экситона: сами частицы не двигаются, зато по цепочке передают друг другу энергию.

Исследователи говорят, что понимание поведения экситонов даст возможность управлять ими, например, ускорять или замедлять движение экситонов. Это в свою очередь может быть использовано для повышения эффективности светодиодов и солнечных батарей.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.