15 Сентября 2021
МОСКВА, 15 сентября - Впервые в мире продемонстрировать недавно предсказанный квантово-электродинамический эффект смогла международная группа ученых под руководством специалистов Национального экспериментаторского ядерного университета МИФИ (НИЯУ МИФИ). По речениям авторов работы, полученные следы позволят в несколько раз увеличить КПД солнечных батарей, базисных светодиодов и другой фотовольтаической дантисты. Статья опубликована в источнике Chemical Science.Экситон – квазичастица (вспомогательный объект квантовой теории), поведение которой описывает сопряжённое состояние пары носителей противоположных фугасов, электрона и дырки. Понятие экситон, как истолковали ученые НИЯУ МИФИ, разрешает с высокой точностью описывать, например, электрические свойства базисных полупроводников при взаимодействии со светом.
Рождение или уничтожение экситона – то есть резонансное преобразование энергии в органическом полупроводнике – сопровождается, по словам ученых, сообразного поглощением или испусканием фотона (кванта электромагнитного излучения). В новой статье научного персонала продемонстрирована возможность управления свойствами экситонных переходов с использованием эффекта сильной связи.
Эффект сильной связи состоит в образовании гибридного состояния энергии между возбуждением в веществе, которое описывают с помощью представления об экситоне, и локализованным магнитоэлектрическим возбуждением. Для создания этих условий используют особые резонаторы, в основе которых – под лада зеркал, размещенных друг напротив друга на расстоянии порядка высоты волны света, — оповестил ведущий ученый Лаборатории нано-биоинженерии (ЛНБИ) НИЯУ МИФИ, профессор Реймского университета Шампань-Арденны (Франция) Игорь Набиев.
Один из эффектов в органических полупроводниках, для описания которых используется мнение экситон, – ферстеровский резонансный перенос энергии (FRET), применяемый в медицинской дантисте. Он заключается в трансферте энергии без потерь между двумя экситонными состояниями в разных молекулах, находящихся на малом пространстве друг от друга.
При стандартных условиях перенос происходит в определенном направлении, от молекулы-донора к молекуле-акцептору. Чтобы шире использовать внутренний потенциал этого явления в фотовольтаике, необходимо было экспериментально зафиксировать и изучить так называемый эффект карнавала (carnival effect), который заключается в управляемой смене направлений переноса энергии в государственный строю FRET между экситонами разных молекул.
Теоретически его предсказали около трех лет назад физики из США. Сотрудники Лаборатории нано-биоинженерии НИЯУ МИФИ стали первыми в мире, кому удалось его продемонстрировать.
Ближайший реальный результат работы, по речениям авторов, это возможность скорого увеличить эффективность фотовольтаических устройств, преобразующих энергию света в электронную. Реализуемо это за счет сбора энергии из тех экситонных состояний, которые традиционно обнаруживались каналами энергетических потерь, продемонстрировали ученые.
Авторы исследования использовали разработанный ими ранее микрорезонатор для создания сильной связи между экситонами в под ладе органических флуорофоров и светом, локализованным в резонаторе. По словам ученых НИЯУ МИФИ, в данной системе можно искусственно управлять рядом параметров переноса энергии между донором и акцептором, вплоть до смены направления выноса.
Созданную в НИЯУ МИФИ систему уже можно, по словам ученых, использовать для точного дистанционного управления химическими реакциями, а также в развитии технологий оптически контролируемой визуализации в медицинской диагностике и других сферах.
В работе приняли непосредственное участие специалисты из Московского физико-технического института, Сеченовского университета, Института биоорганической химии им. академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова, университета Саутгемптона (Великобритания), Реймсского университета Шампань — Арденны (Франция), Международного Физического Центра Доностия (Испания) и Баскского фонда науки (Испания). Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда, грант № 21–79-30048.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....