En ny prototyp från forskare vid University of California, Berkeley, har visat hur små fotodetektorer kan fördubbla sin effektivitet. Fotodetektorerna, som är gjorda av ett nytt material som kallas svart fosfor, kan omvandla ljus till elektricitet med en verkningsgrad på över 80 %. Detta är en betydande förbättring jämfört med dagens toppmoderna, som är cirka 40 %.
De nya fotodetektorerna är gjorda av ett enda lager av svart fosfor, som är ett tvådimensionellt material. Detta material har en unik elektronisk struktur som gör att det absorberar ljus mycket effektivt. Dessutom är svart fosfor ett mycket tunt material, vilket gör att det kan integreras i en mängd olika enheter.
Forskarna tror att deras nya fotodetektorer kan användas i en mängd olika applikationer, såsom solceller, optisk kommunikation och bildbehandling. De är också hoppfulla om att tekniken kan användas för att utveckla nya typer av sensorer och detektorer.
Forskningen publicerades i tidskriften Nature Nanotechnology.
Så fungerar fotodetektorerna
Fotodetektorerna fungerar genom att absorbera ljus och sedan omvandla det till elektricitet. Ljuset absorberas av den svarta fosforn som skapar en elektrisk ström. Strömmen förstärks sedan och skickas till en extern krets.
Effektiviteten hos fotodetektorerna bestäms av hur mycket ljus som absorberas och hur mycket av det absorberade ljuset som omvandlas till elektricitet. De nya fotodetektorerna kan absorbera en stor mängd ljus och de omvandlar också en stor del av det absorberade ljuset till elektricitet. Detta resulterar i en hög verkningsgrad på över 80 %.
Applikationer för fotodetektorerna
De nya fotodetektorerna kan användas i en mängd olika applikationer, såsom:
* Solceller:Fotodetektorerna skulle kunna användas för att omvandla solljus till elektricitet. Detta kan användas för att driva en mängd olika enheter, som smartphones, bärbara datorer och elbilar.
* Optisk kommunikation:Fotodetektorerna kan användas för att detektera ljussignaler som används i optisk kommunikation. Detta skulle kunna förbättra hastigheten och tillförlitligheten hos optiska kommunikationsnätverk.
* Bildbehandling:Fotodetektorerna kan användas för att ta bilder i en mängd olika ljusförhållanden. Detta kan användas för applikationer som medicinsk bildbehandling, säkerhet och övervakning.
Forskarna är hoppfulla om att deras nya fotodetektorer kan leda till nya och innovativa tillämpningar. De tror att tekniken har potential att revolutionera hur vi interagerar med ljus.
