Avrupa XFEL araştırma tesisindeki bilim insanları, güneş hücresi malzemelerinde elektron ve deliklerin hareketiyle oluşan atomik düzeydeki deformasyonları saniyenin katrilyonda biri ölçeğinde kaydetmeyi başardı. Dr. Johan Bielecki liderliğindeki ekip, bu ultra hızlı değişimlerin, güneş hücrelerinin ve optoelektronik bileşenlerin performansını belirleyen temel faktörlerden biri olduğunu ortaya koydu.
FEMTOSANİYE ÖLÇEKLİ GÖRÜNTÜLEME
Araştırmacılar, Avrupa XFEL’in SPB/SFX cihazını kullanarak, ışığın güneş hücresi malzemesine çarpmasıyla uyarılan elektron ve deliklerin kristal kafesi nasıl bozduğunu ilk defa anlık olarak görüntüledi. Bu deformasyonların, malzemenin elektriksel ve optik özelliklerinde belirleyici rol oynadığı anlaşıldı.
KUANTUM NOKTALARINDA İZ SÜRME
Ekip, özellikle sezyum, kurşun ve bromdan oluşan (CsPbBr3) kuantum noktalarında elektron-delik çiftlerinin atom kafesini nasıl etkilediğini gözlemledi. Bu süreçte, sadece birkaç atomu etkileyen bu değişikliklerin, eksiton-polaron adı verilen yeni bir kuantum durumu yarattığı tespit edildi.
YENİ NESİL MALZEMELER
Max Planck Enstitüsü ve Avrupa XFEL’deki bilim insanları, bu bulgunun yeni nesil güneş pilleri, LED ekranlar, ultra hassas dedektörler ve kuantum bilgisayar bileşenlerinin geliştirilmesinde anahtar rol oynayabileceğini belirtiyor. Araştırmacılar, atomik düzeydeki deformasyonların doğru anlaşılmasının, daha verimli ve güçlü optoelektronik cihazların yolunu açacağını vurguluyor.
TEKNOLOJİDE DÖNÜM NOKTASI
XFEL lazerinin femtosaniye süreli ultra yoğun ışık darbeleriyle elde edilen bu bulgu, ışık ve maddenin etkileşiminin en küçük ölçekte doğrudan gözlemlenmesi açısından bilim dünyasında bir dönüm noktası olarak görülüyor. Elde edilen verilerin gelecekte enerji verimliliği yüksek, performansı artırılmış teknolojik cihazların üretimine zemin hazırlayacağı öngörülüyor.
