جامعة ايندهوفن تكنولوجيا لقد صنعت صمامًا ثنائيًا ضوئيًا بمثل هذه الضوضاء المنخفضة (<10-6مللي أمبير / سم2 تيار داكن) ونطاق ديناميكي عريض (<150 ديسيبل) ، بحيث يمكنه الكشف بصريًا عن نبضات القلب على مسافة 1.3 متر.
الباحث في جامعة آيندهوفن ، ريكاردو أوليرو ، لديه النبض في إصبعه يُقاس عن بُعد بواسطة الثنائي الضوئي ذي الأغشية الرقيقة
من خلال تأثير مضاعف الصورة غير المتوقع ، يمكن أن يحقق إنتاج ضوئي للإلكترون أعلى من 200٪ عند 850 نانومتر.
قال الباحث في المشروع البروفيسور رينيه يانسن: "أعلم أن هذا الصوت لا يصدق ، لكننا لا نتحدث عن كفاءة الطاقة العادية هنا. ما يهم في عالم الثنائيات الضوئية هو الكفاءة الكمية ، عدد الفوتونات التي يحولها الصمام الثنائي إلى إلكترونات ".
هذا ليس ثنائيًا ضوئيًا من السيليكون ، ولكنه هيكل ترادفي رقيق مع طبقة نشطة ضوئيًا من البيروفسكايت تواجه الضوء الوارد ، ومزيجًا من المتبرع العضوي وأشباه الموصلات المستقبلة (تباين كبير) خلفه.
تم تصميم الهيكل ليكون ترشيحًا ذاتيًا بصريًا ، مع امتصاص الصمام الثنائي الأمامي لطول موجي أقصر من 650 نانومتر تقريبًا ، مما يمنع كل شيء باستثناء الأشعة تحت الحمراء القريبة من الوصول إلى الوصلة الضيقة ذات فجوة الحزمة الضيقة.
لمنع خلية البيروفسكايت الأمامية من المساهمة في تيار الصورة ، توجد بين الطبقتين الحساستين للصور طبقة نشطة كهربائيًا غير نشطة بصريًا (مصنوعة من 'PFN-Br') والتي تحجب بشكل انتقائي الإلكترونات المتولدة في فيلم البيروفسكايت أثناء المرور ثقوبًا من تداخل الكتلة العضوية الضيقة النطاق - مما يجعل الخلية حساسة فقط للأطوال الموجية الأطول.
بشكل عام ، يتمتع الهيكل بكفاءة كمومية خارجية (EQE) تبلغ ذروتها عند 70 ٪ عند 850 نانومتر (عرض كامل عند نصف حد أقصى <100 نانومتر).
ومع ذلك ، EQE ، فيما يتعلق بالأشعة تحت الحمراء القريبة ، فإن الصواريخ تصل إلى 220٪ إذا كانت الخلية مضاءة أيضًا بالضوء الأخضر (60 ميجا واط / سم)2 عند 540 نانومتر).
على الرغم من عدم إثبات آلية هذا الكسب ، يعتقد الفريق أن ذلك يرجع إلى الإضاءة الخضراء التي تتسبب في تجمع الإلكترونات في فيلم البيروفسكايت ، والذي يتم بعد ذلك توصيله عبر حاجز PFN-Br عند وجود ثقوب بالقرب من الأشعة تحت الحمراء على السطح. جانب تقاطع السائبة العضوية يقلل مؤقتًا من طاقة الحاجز.
"بعبارة أخرى ، كل فوتون للأشعة تحت الحمراء يمر ويتحول في إلكترون ، يحصل على شركة من إلكترون إضافي ، مما يؤدي إلى كفاءة بنسبة 200 في المائة أو أكثر ،" قال أوليارو (الصورة أعلاه).
عملت جامعة أيندهوفن للتكنولوجيا مع منظمة الأبحاث الهولندية TNO في مركز هولست.
نُشرت النتائج التي توصلوا إليها على أنها `` مراقبة حيوية عن بعد باستخدام ثنائيات ضوئية ضيقة النطاق شبيهة بالأغشية الرقيقة بالقرب من الأشعة تحت الحمراء 2 مع استجابة معززة للضوء '' في Science Advances.
يمكن قراءة هذه الورقة المكتوبة بوضوح دون مقابل ، وتتضمن أوصافًا مستفيضة للجهاز والتجارب الطبية غير المتطفلة.