Физики США сообщают об освоении новой методики, посредством которой осуществляется преобразование света в электричество. Особенность данного метода — использование полуметалла Вейля и применение квантовых датчиков. Сегодня отмечается широкое использование технологий, где имеет место преобразование света в электрический сигнал. Однако непосредственно технологию преобразования сопровождают определённые ограничения. С целью минимизации или полного исключения ограничений, физики предлагают создать новые оптоэлектронные устройства на полуметаллах Вейля.
Преобразование света в электричество полуметаллами Вейля
Основная масса фотоэлектрических систем основана на двух разных материалах, что позволяет формировать асимметрии в пространстве. Пространственная асимметрия внутри одного материала способна вызывать спонтанные фототоки. Чтобы подтвердить это явление, учёные исследовали материалы:
- Дителлурид вольфрама.
- Тетрателлурид тантала иридия.
Оба исследуемых материала принадлежат классу полуметаллов Вейля. В процессе исследований выяснилось: представленные материалы вполне пригодны для генерации фототока. Обусловлены такие выводы тем, что кристаллическая структура здесь инверсионно-асимметрична в принципе.
Это один из ответов на вопрос, почему полуметаллы Вейля способны эффективно преобразовывать свет в электричество. Для лучшего понимания относительно происхождения фототоков, исследовательская группа попыталась визуализировать поток электричества внутри экспериментального устройства.
Для реализации задачи физики разработали новый метод, предполагающий использование квантовых датчиков магнитного поля. Благодаря применению датчиков получили отображения локального магнитного поля, создаваемого фототоками.
В процессе исследований обнаружилось: электрический ток течёт четырёхкратным вихрем вокруг области падения света на материал. Также удалось визуализировать картину циркулирующего потока, которая показала, насколько точно угол края определяет фототок разного потенциала.
Анизотропный фототермоэлектрический эффект
Механизм генерации фототока обусловлен анизотропным фототермоэлектрическим эффектом. Налицо различия преобразования света в ток вдоль различных направлений в плоскости полуметалла Вейля.
Физики подчёркивают: проявление анизотропной термоЭДС не обязательно может быть связано с инверсионной асимметрией, проявляемой полуметаллами Вейля. В любом случае, результаты исследований демонстрируют новое направление поиска других материалов с высокой светочувствительностью.
На перспективу исследовательская группа планирует применять уникальный фототоковый проточный микроскоп. Применение оборудования обещает помочь лучше понять происхождение фототоков в других экзотических материалах и расширить границы чувствительности обнаружения и пространственного разрешения.
При помощи информации: BC