Искусственно созданная гетероструктура открывает новые возможности для фотовольтаических элементов следующего поколения. Благодаря использованию монослойного двумерного полупроводника и магнитного материала, имитирующего нарушение пространственной и временной симметрии на границе раздела, удалось достичь нового уровня в преобразовании солнечной энергии.
Принцип работы
Солнечные элементы преобразуют энергию света в электричество благодаря фотовольтаическому эффекту. Однако традиционные солнечные элементы имеют ограничения по выходному напряжению и эффективности преобразования.
Новый подход, основанный на объёмном фотовольтаическом эффекте, позволяет преодолеть эти ограничения. Этот эффект возникает из-за квантовых явлений и асимметричного фотовозбуждения электронов, что приводит к устойчивому электрическому заряду, называемому сдвиговым током.
Результаты исследования
Команда исследователей из Киотского университета создала устройство, которое измеряет вольт-амперные характеристики при освещении, изменяя температуру и направление спина под воздействием внешнего магнитного поля. Результаты показывают, что устройство демонстрирует новый тип фотовольтаического эффекта, связанного с током магнитной инжекции.
Это открывает перспективы для разработки более эффективных и многофункциональных солнечных элементов.
Доступный лазер для массового производства
Группа исследователей под руководством доцента Иоганна Рименсбергера из Норвежского университета науки и технологий разработала новый тип лазера, который решает ряд проблем, связанных с современными лазерами.
Преимущества нового лазера
Новый лазер отличается быстродействием, относительной дешевизной, мощностью и простотой использования. Он может быть использован в беспилотных автомобилях, волоконно-оптическом интернете и для обнаружения газов в воздухе.
Лазер излучает мощный и стабильный луч света. Пользователи могут легко регулировать частоту быстро и плавно, без резких скачков.
Применение
Лазер может быть использован для обнаружения водорода цианида в воздухе. Это химическое соединение, которое часто называют «синильной кислотой». Оно высокотоксично в малых дозах, поэтому его быстрое обнаружение может быть важным.
Новые возможности для оптических технологий
Исследователи из Мичиганского университета обнаружили, что пул кандидатов из инженерных материалов, которые могут помочь в создании передовых оптических технологий будущего, таких как лазеры, детекторы и устройства визуализации, гораздо шире, чем считалось ранее.
Топологические изоляторы
Топологический изолятор — это изолятор с особенностью: его внешняя поверхность, какой бы формы она ни была, является проводящей. Это открывает новые возможности для исследователей по контролю потока электричества или света и использованию их в новых приложениях.
Команда из Мичиганского университета использовала симметрийный анализ и компьютерное моделирование, чтобы исследовать другие подходы к созданию топологических изоляторов. Они обнаружили, что пул дизайнов для этого класса топологических изоляторов — называемых поляритонными черновскими изоляторами — неожиданно широк.
Дальнейшие шаги
Следующим шагом для команды является изготовление реальных примеров систем, которые они смоделировали. Когда такой топологический изолятор будет создан в лаборатории, работа исследователей позволит оценить его запрещённую зону, которая может быть примерно в 100 раз больше текущего рекорда.