Исследователями из EPFL создана первая подробная модель, объясняющая квантово-механические эффекты, которые вызывают фотолюминесценцию в тонких пленках золота. Данный прорыв способен ускорить разработку новых солнечных технологий и батарей.
Люминесценцией называют процесс, при котором под действием света из вещества испускаются фотоны. Она давно замечена в полупроводниковых материалах, в частности, в кремнии. Эта технология дает исследователям возможность для получения ценной информации о свойствах полупроводников и помогает применять их для исследования электронных процессов, например, в солнечных элементах.
В конце 60-х годов прошлого века ученые выяснили, что все металлы люминесцируют, в той или иной степени. Но до сих пор у экспертов не было четкого понимания данного алгоритма. В наши дни ученые обладают новыми технологиями, в том числе, на уровне наномасштабных приложений. И дебаты вокруг происхождения светового излучения металлов возобновились.
Специалисты из EPFL провели эксперимент, сфокусировав лазерные лучи на максимально тонких пленках золота. Когда они провели анализ полученного слабого свечения, то просто поразились его результатами. Они подключили к сотрудничеству теоретиков из разных университетов, чтобы разработать полную квантово-механическую модель этого явления.
Удалось обнаружить, что фотолюминесценция в тонких пленках золота создается под влиянием специфического поведения электронов и дырок на свету. Это стало основой для создания первой количественной модели фотолюминесценции в золоте, которую затем можно применять к другим металлам.
Квантово-механические эффекты удалось выявить в пленках толщиной до 40 нанометров, что неожиданно, потому что обычно подобные эффекты отмечаются на более тонких образцах.
Полученные данные можно применять для измерения температуры поверхности материала и для понимания химических реакций, в частности, для солнечных батарей.
