Ученым удалось увидеть движение экситонов

О том, что такое экситоны, ученые знают уже давно. Но вот увидеть, как они перемещаются внутри материалов, им удалось впервые.

Для тех, кто не в курсе, поясним: экситонами называют квазичастицы, которые передают энергию внутри таких устройств, как солнечные батареи, полупроводниковые схемы и светодиоды. И вот совсем недавно ученым из Массачусетского технологического института удалось увидеть их движение, так сказать, прямым способом. По словам исследователей, наблюдения, сделанные в ходе этого проекта, помогут значительно ускорить развитие электроники и понять процессы передачи энергии, протекающие в природе.

В ходе экспериментов ученым удалось увидеть процесс диффузии экситонов, в результате чего они сделали вывод о серьезном влиянии кристаллической структуры вещества на протекание этого процесса.

Как отмечалось выше, многие современные технологии напрямую зависят от экситонов. Именно они отвечают за токи энергии, протекающие на наноуровне. При этом характер их перемещения влияет на эффективность различных устройств, например фотоэлементов.

При перемещении по кристаллической решетке экситон имеет вид связанной электронно-дырочной пары, представляя собой некий аналог частицы. Отметим, что они являются электрически нейтральными и переносят потенциальную энергию. В качестве примера можно рассмотреть солнечную батарею: когда фотон попадает в нее, он задевает электрон, тем самым переводя его на следующий, более высокий энергетический уровень. При этом сами частицы не перемещаются, а возбуждение передается от одной частицы к другой с помощью экситонов.

По мнению ученых, понимание того, как ведут себя экситоны, позволит в будущем управлять ими, например, увеличивать или замедлять скорость их движения. А это, в свою очередь, позволит повысить эффективность некоторых устройств, к примеру, тех же солнечных батарей.