تولید نوع جدیدی ذره حامل انرژی

تولید نوع جدیدی ذره حامل انرژی

محققان آمریکایی ذرات جدیدی ساخته‌اند که می‌تواند به انتقال کارآمدتر انرژی در سلول‌های خورشیدی و دیگر اشکال مدارهای نوری کمک کند.
به گزارش خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)- منطقه خراسان و به نقل از ساینس آلرت، محققان این مطالعه را به امید پیدا کردن راهی برای مدیریت بهتر فرآیند تحریک انتقال انرژی (EET) آغاز کردند. EET  مربوط به وضعیتی است که در آن نور و ماده به هم می‌رسند و شروع به تبادل انرژی می‌کنند.
انرژی می‌تواند بین نور در یک ماده (که پلاسمون نامیده می‌شود) و نور در یک مولکول (که اگزیتون نامیده می‌شود) نوسان داشته باشد.

وقتی این نوسان سریع تر از سرعت نسبی زوال هر یک از آن‌ها باشد، خصوصیات منفرد هر کدام از بین می‌رود و در این شرایط بهتر است که هر کدام را به چشم یک ذره هیبرید ببینیم. به بیان دیگر اکسیتون‌ها و پلاسمون‌ها به هم ملحق می‌شوند تا پلکسیتون بسازند.
EET فقط در فاصله‌های بسیار کوتاه در حد یک صد میلیونیوم متر محقق می‌شود. اما یک راه برای افزایش این فاصله ایجاد پلکسیتون‌ها است که در آن اکسیتون‌ها در یک کریستال مولکولی با پلاسمون‌ها ترکیب می‌شوند. در این حالت انرژی حاصل از نور با فلز وارد واکنش می‌شود. این امر فاصله EET را افزایش داده به طوری که به عرض موی انسان می‌رسد اما مهار کردن جریان انرژی بسیار مشکل است و اینجاست که این تحقیق جدید وارد عمل می‌شود.  
محققان موسسه تکنولوژی ماساچوست و فیزیکدانانی از دانشگاه سن‌دیه‌گو و دانشگاه هاروارد از موادی به نام جداکننده‌های توپولوژیکی برای هدایت EET استفاده کرده‌اند؛ این کار کمک می‌کند که پلکسیتون‌ها در یک جهت حرکت کنند. این به آن معنا است که دانشمندان می‌توانند جریان انرژی نور را در مقیاس بسیار بسیار کوچک کنترل کنند.
درک مکانیسم‌های پایه‌ای EET می تواند طرز تفکر ما در مورد طراحی سلول‌های خورشیدی و همچنین شیوه انتقال نور در مواد نانومقیاس را دستخوش تغییر کند.
یکی از کاربردهای این تحقیق آن است که می‌تواند مهندسان را قادر سازد که سوییچ‌های پلکسیتون بسازند که می‌تواند انرژی را به طور انتخابی در طول پنل‌های خورشیدی یا دیگر انواع ابزارهای برداشت نور منتشر کند.
محققان بر این باورند که در آینده نه چندان دور، پلکسیتون‌ها می‌توانند در زمینه تولید نانوالکترونیک‌های مبتنی بر نور نقش اساسی داشته باشند .