کشف اثری مخفی که بهره‌وری تولید برق از نور را متحول می‌کند

ايسنا/ دانشمندان موفق به کشف "اثر راشبا" در "هاليد پروسکايت" ارگانيک فلز که مواد اصلي تشکيل دهنده سلول‌هاي خورشيدي هستند، شده اند و دريافته اند که اين اثر تاکنون از چشم آنها پنهان مانده بوده است. دانشمندان اين تئوري را مطرح کرده‌اند که هاليد پروسکايت‌هاي ارگانيک فلزي که مواد شگفت آوري براي توليد الکتريسيته از نور با کاربرد در سلول‌هاي خورشيدي و الکترونيک کوانتومي هستند، به دليل يک مکانيسم پنهاني و در عين حال بسيار بحث برانگيز به نام "اثر راشبا" بسيار اميدوارکننده هستند. دانشمندان آزمايشگاه "ايمز " متعلق به وزارت انرژي ايالات متحده اکنون با استفاده از شليک‌هاي کوتاه نور مايکروويو براي توليد و سپس ضبط يک ريتم شبيه موسيقي از حرکت کوانتومي اتم‌ها و الکترون‌ها به طور تجربي وجود اين اثر را نشان داده‌اند. هاليد پروسکايت‌هاي ارگانيک فلزي حدود يک دهه قبل براي اولين بار در سلول‌هاي خورشيدي معرفي شدند. از آن زمان از آنها در دستگاه‌هاي برداشت نور، فوتونيک و وسايل حمل و نقل الکتريکي به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفتند، زيرا خواص نوري و دي الکتريک بسياري را ارائه مي‌دهند. آنها ترکيبي از عملکرد تبديل انرژي بالا از دستگاه‌هاي فتوولتائيک معدني سنتي با هزينه مواد ارزان قيمت و روش‌هاي ساخت نسخه‌هاي آلي هستند. بنابراين محققان مي‌گويند خواص الکترونيکي، مغناطيسي و نوري فوق‌العاده اين مواد با "اثر راشبا"؛ مکانيسمي که ساختار مغناطيسي، الکترونيکي و طول عمر شارژ را کنترل مي‌کند، ارتباط دارد. دانشمندان آزمايشگاه "ايمز" دريافتند که استفاده از شليک‌هاي نور تراهرتز، شليک‌هاي بسيار شديد و قدرتمندي در چرخه تريليون در ثانيه براي روشن يا همگام‌سازي ضرب آهنگ يا ضربان حرکت کوانتومي در يک نمونه مواد ايجاد مي‌کند و از يک شليک دوم نور براي گوش دادن به اين ضرب آهنگ و يک گيرنده فوق سريع براي ضبط تصاوير از حالت نوسان ماده استفاده کردند. اين روش بر محدوديت‌هاي روش‌هاي تشخيص مرسوم که وضوح يا حساسيت لازم را براي ثبت شواهد اثر پنهان شده راشبا در ساختار اتمي ماده نداشتند، غلبه کرد. "جيگانگ وانگ" يکي از محققان اين مطالعه و دانشمند ارشد آزمايشگاه ايمز و استاد فيزيک در دانشگاه ايالتي آيووا گفت: کشف ما بحث‌ها در مورد حضور "اثر راشبا" را برطرف مي‌کند. آنها در توده مواد هاليد پروسکايت فلزي وجود دارند. با هدايت حرکات کوانتومي اتم‌ها و الکترون‌ها براي مهندسي تقسيم باند راشبا، ما به يک جهش چشمگير در جهت کشف اساسي اثري که توسط نوسانات تصادفي پنهان شده بود، رسيديم و همچنين فرصت‌هاي مهيجي را به روي کاربردهاي اسپينترونيک و فتوولتائيک مبتني بر کنترل کوانتومي مواد پروسکايت باز مي‌کنيم. وانگ و همکارانش در آزمايشگاه ايمز و گروه فيزيک و نجوم دانشگاه آيووا مسئوليت طيف سنجي ضربان کوانتومي تراهرتز، ساخت مدل و شبيه سازي‌هاي نظري را بر عهده داشتند. مواد پروسکايت با کيفيت بالا توسط دانشگاه تولدو(Toledo) در اسپانيا تهيه شد و شبيه سازي طيف فوتون نيز در دانشگاه علم و فناوري چين انجام شد. #باهم_شکستش_مي‌دهيم ما را در کانال «آخرين خبر» دنبال کنيد