С учётом пагубного воздействия изменения климата необходимость быстрого перехода к возобновляемым источникам энергии становится всё более актуальной. Солнечные батареи, преобразующие энергию света в электричество, являются одним из наиболее эффективных видов возобновляемой энергии.
Новые горизонты фотовольтаического эффекта
Обычные солнечные элементы имеют ограничения по выходному напряжению и эффективности преобразования. Явление, известное как объёмный фотовольтаический эффект, может обеспечить высокоэффективное преобразование солнечной энергии без таких ограничений. Однако фундаментальная физика этого явления до конца не изучена.
Этот эффект обусловлен квантовыми явлениями и асимметричным поведением фотовозбуждения электронов, что вызывает постоянный электрический поток, называемый сдвиговым током. Он обычно генерируется в системах с симметрией пространственного обращения.
Исследования в Киотском университете
Команда исследователей из Киотского университета создала новую искусственную гетероструктуру с однослойным двумерным полупроводником и магнитным слоистым материалом, имитирующим нарушенную симметрию пространственного и временного обращения на гетерогранице.
С помощью своего устройства команда измерила вольт-амперные характеристики при освещении, изменяя температуру и направление спина, к которым они применили внешнее магнитное поле. Результаты показывают, что устройство демонстрирует новый объёмный фотовольтаический эффект тока магнитной инжекции, который является многообещающей платформой для солнечных элементов нового поколения.
Лазерные технологии: новый шаг вперёд
Лазерная технология используется во многих областях, где требуются точные измерения, в том числе в связи. Это означает, что они важны для всего: от беспилотных автомобилей до волоконно-оптического интернета и обнаружения газов в воздухе.
Исследовательская группа разработала новый тип лазера, который решает несколько проблем, связанных с современными лазерами. Работа выполнена в сотрудничестве между Норвежским университетом науки и технологий (NTNU) и Швейцарской федеральной политехнической школой Лозанны (EPFL) и Luxtelligence SA.
Преимущества нового лазера
Новый лазер быстрый, относительно дешёвый, мощный и простой в использовании. Он может быть использован в беспилотных автомобилях, например, для оптического дистанционного зондирования с помощью лидара для обнаружения и оценки расстояния до объектов в окружении.
Исследователи также получили хорошие результаты, когда использовали лазер для обнаружения газообразного цианистого водорода в воздухе. Это химическое соединение, которое мы часто называем «синильной кислотой». Оно высокотоксично в малых дозах, поэтому важно быстро его обнаружить.
Топологические изоляторы: новые возможности
Исследования из Мичиганского университета показали, 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.
Топологический изолятор — это изолятор со специальной 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 для изучения других подходов. Они обнаружили, что дизайн-портфолио для этого класса топологических изоляторов неожиданно широк.