ปรากฎว่าทีมงานของ Nozik มุ่งความสนใจไปที่จุดควอนตัมที่ไม่ถูกต้อง อย่างไรก็ตาม ที่ลอสอาลามอส Schaller และ Victor I. Klimov ได้เริ่มศึกษาผลึกนาโนเซเลไนด์ของตะกั่วในฐานะส่วนประกอบที่เป็นไปได้ในเลเซอร์เมื่อนักวิจัยเหล่านั้นดูผลกระทบของแสงสีน้ำเงินที่มีพลังงานสูง พวกเขาเห็นหลักฐานแรกที่โฟตอนของพลังงานแสงอาทิตย์สร้าง exciton มากกว่าหนึ่งตัวต่อชิ้น ในรายงานปี 2547 นักฟิสิกส์ในลอสอาลามอสรายงานว่าโฟตอนสามารถสร้าง excitons ได้มากถึงสามตัวต่อชิ้นในจุดควอนตัม selenide ตะกั่ว (SN: 4/24/04, p. 259: Photon Double Whammy: อิเล็กตรอนที่ดูแลอาจเร่งเซลล์แสงอาทิตย์ ) .
ชุดเปลี่ยนเกียร์ Nozik, Randy J. Ellingson จาก NREL
และเพื่อนร่วมงานได้ตรวจสอบการค้นพบของ Los Alamos ในอีกหนึ่งปีต่อมา พวกเขายังเปิดเผยหลักฐานแรกสำหรับ exciton หลายตัวจากควอนตัมดอทอีกประเภทหนึ่ง ซึ่งทำจากตะกั่วซัลไฟด์
ด้วยความสงสัยว่าเอฟเฟกต์ดังกล่าวมีลักษณะเฉพาะสำหรับควอนตัมดอตที่มีสารตะกั่วหรือไม่ นักวิจัยในลอสอาลามอสจึงทดสอบควอนตัมดอทด้วยโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ที่แตกต่างกันมาก ใน จดหมายฟิสิกส์ประยุกต์เมื่อวันที่ 19 ธันวาคม พ.ศ. 2548 พวกเขารายงานสัญญาณว่าจุดแคดเมียมซีลีไนด์กำลังผลิต exciton สองตัวต่อกัน
“ความจริงที่ว่าพวกมันสามารถเห็น [หลาย excitons] ในวัสดุนั้น แสดงว่าอาจจะเกิดขึ้นในจุดควอนตัมทั้งหมด” Philippe Guyot-Sionnest นักเคมีกายภาพแห่งมหาวิทยาลัยชิคาโกให้ความเห็น
นักวิจัยของ NREL รายงานในวารสาร Journal of the American Chemical Society เมื่อวันที่ 15 มีนาคม ว่าจุดเทลลูไรด์ตะกั่วสร้าง exciton ได้มากถึงสาม exciton จากโฟตอนพลังงานแสงอาทิตย์เดี่ยว ปัจจุบัน นักวิจัยของ Los Alamos กำลังตรวจสอบแคดเมียมเทลลูไรด์นาโนคริสตัล
ในการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับจุดซีลีไนด์ตะกั่วที่รายงานใน March Nano Letters
กลุ่ม Los Alamos มีหลักฐานว่าโฟตอนที่แสงอุลตราไวโอเลตบางตัวสามารถกระตุ้น exciton ได้เจ็ดตัวต่อชิ้น ทีมงานยืนยัน
ตามสมมุติฐาน จำนวน excitons ที่โฟตอนสร้างขึ้นนั้นสอดคล้องกับพลังงานของโฟตอนที่หารด้วยพลังงานแบนด์-แกปของจุด นั่นเป็นเพราะโฟตอนต้องส่งพลังงานมูลค่าหนึ่งวงของช่องว่างให้กับอิเล็กตรอนแต่ละตัวที่แยกออกจากอะตอม Klimov อธิบายว่าการใช้จุดที่มีช่องว่างแถบเล็กจะเพิ่มจำนวน exciton ที่คาดไว้ เนื่องจากจำเป็นต้องใช้พลังงานน้อยลงในการผลักอิเล็กตรอนแต่ละตัวให้เกินเกณฑ์ Klimov อธิบาย
อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ ผลกระทบต่างๆ เช่น การกระจายพลังงานโฟตอนระหว่างอิเล็กตรอนและโฮลทำให้โฟตอนมีพลังงานมากกว่าจำนวนที่ต้องการตามสมมุติฐานเพื่อผลิตเอ็กซิตอนจำนวนหนึ่ง ตัวอย่างเช่น ทีมงาน NREL พบว่าในจุดลีดเซเลไนด์ โฟตอนต้องมีช่องว่างของพลังงานอย่างน้อยสองแถบครึ่งเพื่อผลิตสองเอ็กซิตอน การทดสอบที่ Los Alamos ระบุความต้องการขั้นต่ำของช่องว่างสามย่านความถี่
โดยไม่คำนึงว่าต้องการพลังงานโฟตอนมากเพียงใด แม้แต่การเพิ่มพลังงานเพียงเล็กน้อยในเซลล์แสงอาทิตย์—กล่าวคือ 2 excitons ต่อโฟตอน—”จะเป็นความสำเร็จที่สำคัญและยิ่งใหญ่” Nozik กล่าว
คำถามอย่างรวดเร็ว
หลักฐานที่เพิ่มขึ้นสำหรับเอฟเฟกต์ควอนตัมดอทได้จุดประกายการถกเถียง ข้อพิพาทมุ่งเน้นไปที่คำถามนี้: สามารถส่งผลกระทบต่อบัญชีไอออไนเซชันสำหรับสิ่งที่เกิดขึ้นหรือมีบางอย่างในการเล่นที่ไม่รู้จักมาก่อนและน่าตื่นเต้นกว่านี้หรือไม่ “ตอนนี้ มีการต่อสู้มากมายในด้านทฤษฎี” Klimov ตั้งข้อสังเกต
ในการทดสอบของ Klimov และการทดลองของ NREL กระบวนการนี้ดูเหมือนเกิดขึ้นทันทีเนื่องจาก exciton หลายตัวปรากฏขึ้นอย่างรวดเร็ว – ภายในเวลาน้อยกว่า 50 เฟมโตวินาที (fs) หรือหนึ่งในพันของล้านล้านวินาที อย่างไรก็ตาม ไอออนไนซ์ที่ได้รับผลกระทบจะดำเนินไปตามลำดับ นั่นคือ หลังจากที่โฟตอนสร้าง exciton แรกแล้ว exciton นั้นจะสร้าง exciton ที่สอง ซึ่งจะสร้าง exciton ที่สามและต่อไปเรื่อยๆ กระบวนการทีละขั้นตอนนั้นสามารถสร้างเจ็ด excitons ในเวลาน้อยกว่า 50 fs ได้หรือไม่
นักทฤษฎี Alexander L. Efros จาก Naval Research Laboratory ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. คิดว่าไม่ใช่ ด้วยความร่วมมือกับทีมของ Nozik Efros ได้คิดค้นทฤษฎีควอนตัมเพื่อเสนอว่าโฟตอนที่ชนกับจุดควอนตัมดอทจะสร้างวัตถุควอนตัมแบบใหม่ที่มีทั้ง exciton หนึ่งและหลาย exciton พร้อมกัน
ในการตีความที่แปลกใหม่น้อยกว่าเล็กน้อย นักทฤษฎี Vladimir M. Agranovich จาก Russian Academy of Sciences ในมอสโกว ซึ่งร่วมมือกับ Klimov และ Schaller เสนอว่าสิ่งที่เรียกว่า exciton เสมือนเกิดขึ้นชั่วขณะหลังจากโฟตอนกระทบ ด้วยอาวุธที่มีพลังงานมากกว่าปกติที่ฟิสิกส์อนุญาต มันวางไข่ exciton หลายตัวพร้อมกัน ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่นักฟิสิกส์อธิบายไว้ในNature Physicsเดือน ธันวาคม 2548
ไม่เห็นด้วยกับสถานการณ์พิเศษดังกล่าว Alex Zunger นักทฤษฎีที่ NREL กล่าวว่าการคำนวณของทีมของเขาบ่งชี้ว่าการแตกตัวเป็นไอออนของผลกระทบสามารถอธิบายถึงผลการทดลองได้
credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> UFABET เว็บตรง
