Olimlar birinchi navbatda kvant "karnaval effekti" ni ko'rsatdilar

Mundarija:

Olimlar birinchi navbatda kvant "karnaval effekti" ni ko'rsatdilar
Olimlar birinchi navbatda kvant "karnaval effekti" ni ko'rsatdilar
Anonim

Dunyoda birinchi marta MEPhI Milliy Tadqiqot Yadro Universiteti (NRNU MEPhI) mutaxassislari boshchiligidagi xalqaro olimlar guruhi yaqinda bashorat qilingan kvant elektrodinamik effektni namoyish qila olishdi. Asar mualliflarining fikricha, olingan natijalar quyosh batareyalari, organik yorug'lik chiqaruvchi diodlar va boshqa fotoelektrik uskunalarning samaradorligini bir necha bor oshirish imkonini beradi. Maqola Chemical Science jurnalida chop etilgan.

Eksiton - bu kvazipartikula (kvant nazariyasining yordamchi ob'ekti), uning xatti -harakati qarama -qarshi zaryadlar, elektron va teshik tashuvchilar juftining bog'langan holatini tavsiflaydi. NRNU MEPhI olimlari tushuntirganidek, "eksiton" tushunchasi, masalan, yorug'lik bilan o'zaro ta'sirlashganda organik yarimo'tkazgichlarning elektr xususiyatlarini yuqori aniqlikda tasvirlashga imkon beradi.

Eksitonning tug'ilishi yoki yo'q qilinishi, ya'ni organik yarimo'tkazgichda energiyaning rezonansli o'zgarishi, olimlarning fikricha, mos ravishda fotonning (elektromagnit nurlanish kvantining) yutilishi yoki emissiyasi bilan birga keladi. Tadqiqot guruhining yangi maqolasida eksiton o'tishining xususiyatlarini "kuchli bog'lanish" effekti yordamida nazorat qilish imkoniyati ko'rsatilgan.

"Kuchli birikma" ning ta'siri, eksiton kontseptsiyasi yordamida tasvirlangan moddaning qo'zg'alishi va mahalliy elektromagnit qo'zg'alish o'rtasida gibrid energiya holatining shakllanishidan iborat. Bunday sharoitlarni yaratish uchun maxsus rezonatorlardan foydalaniladi. Ular yorug'lik to'lqin uzunligi tartibida bir -biriga qarama -qarshi joylashgan ikkita oynaga asoslangan ", - dedi IPM NI tadqiqot milliy yadro universiteti Nano -bioinjeneriya laboratoriyasining etakchi olimi, professor Igor Nabiev. Shampan-Arden shahridagi Reyms universitetida (Frantsiya).

Yo'qotilmagan energiya uzatish

"Eksiton" atamasi ishlatiladigan organik yarimo'tkazgichlar ta'siridan biri tibbiy texnologiyalarda ishlatiladigan Forster rezonansli energiya uzatish (FRET) dir. Bu bir -biridan kichik masofada joylashgan turli molekulalarda ikkita eksiton holati o'rtasida energiyani yo'qotmasdan uzatishni o'z ichiga oladi.

Standart sharoitda uzatish ma'lum bir yo'nalishda, donor molekulasidan akseptor molekulaga o'tadi. Fotovoltaikada bu hodisaning potentsialidan kengroq foydalanish uchun turli molekulalar eksitonlari o'rtasida FRET rejimida energiya uzatish yo'nalishining boshqariladigan o'zgarishini o'z ichiga olgan karnaval effektini eksperimental tarzda qayd etish va o'rganish kerak edi.

Buni nazariy jihatdan taxminan uch yil oldin AQSh fiziklari bashorat qilishgan. NRNU "MEPhI" Nano-bioinjeneriya laboratoriyasi xodimlari buni dunyoda birinchi bo'lib ko'rsatishga muvaffaq bo'lishdi.

Samaradorlikni bir necha bor oshirish

Ishning eng yaqin amaliy natijasi, mualliflarning fikricha, yorug'lik energiyasini elektr energiyasiga aylantiradigan fotovoltaik qurilmalarning samaradorligini keskin oshirish qobiliyatidir. Olimlarning ta'kidlashicha, buni an'anaviy ravishda energiya yo'qotish kanallari bo'lgan eksiton holatidan energiya yig'ish orqali amalga oshirish mumkin.

"Eksiton-foton gibrid holatlarining shakllanishi tufayli uzoq umr ko'radigan davlatlardan energiya to'plashning ochilgan imkoniyati elektroluminesans va fotovoltaik qurilmalarning samaradorligini sezilarli darajada oshiradi",-izohladi LNBE NRNU MEPhI tadqiqotchisi Dmitriy Dovzhenko. Sautgempton universiteti (Buyuk Britaniya).

Tadqiqot mualliflari ilgari ishlab chiqilgan mikrokavitatsiyadan foydalanib, bir juft organik ftoroforlar va bo'shliqda lokalizatsiya qilingan yorug'lik eksitonlari o'rtasida kuchli bog'lanish hosil qilishdi. NRNU MEPhI olimlarining fikricha, bu tizimda donor va akseptor o'rtasida energiya uzatishning bir qancha parametrlarini sun'iy ravishda nazorat qilish mumkin, uzatish yo'nalishi o'zgarguncha.

Yorug'likni boshqarish

NRNU MEPhI -da yaratilgan tizim, olimlarning fikricha, kimyoviy reaktsiyalarni masofadan turib aniq boshqarish uchun, shuningdek, tibbiy diagnostika va boshqa sohalarda optik boshqariladigan tasvirlash texnologiyalarini ishlab chiqishda ishlatilishi mumkin.

"Biotibbiy diagnostikada keng qo'llaniladigan FRET samaradorligini oshirishdan tashqari," karnaval effekti "boshqa fizik -kimyoviy jarayonlarni boshqarish uchun ishlatilishi mumkin - masalan, tashqi rezonator yoki singlet tomonidan boshqariladigan zaryad uzatish samaradorligini ancha oshirish. eksitonlar bo'linishi ", dedi Igor Nabiev.

Ishda Moskva fizika -texnika instituti, Sechenov universiteti, V. I nomidagi bioorganik kimyo instituti mutaxassislari ishtirok etishdi. akademiklar M. M. Shemyakin va Yu. A. Ovchinnikov, Sautgempton universiteti (Buyuk Britaniya), Shampan-Arden shahridagi Reyms universiteti (Frantsiya), Donostia xalqaro fizika markazi (Ispaniya) va Bask ilmiy jamg'armasi (Ispaniya). Tadqiqot Rossiya Ilmiy Jamg'armasi ko'magida, 21-79-30048 granti bilan amalga oshirildi.

Tavsiya: