Una nuova tecnologia in silicone è in grado di convertire fotoni blu in rossi

Una nuova tecnologia in silicone è in grado di convertire fotoni blu in rossi
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Alcuni ricercatori hanno realizzato una tecnologia ibrida, composta da silicio accoppiato con una molecola organica, che permette una conversione efficiente dei fotoni blu (più energetici) in fotoni rossi (meno energetici). Questo potrebbe permettere di avere una conversione migliore dell'energia solare in elettricità.

Il silicio è il materiale principale di tutta l'elettronica, a causa delle sue proprietà è in grado di essere utilizzato come semiconduttore o come cella solare, e in futuro come base dei computer quantistici. Questo materiale è uno dei più comuni della Terra e si trova facilmente in natura. È in grado di convertire i fotoni rossi in energia, mentre non riesce a fare la stessa cosa con i fotoni blu, i quali trasportano circa il doppio dell'energia rendendo la conversione di energia solare meno efficiente.

L'accoppiamento di silicio con molecole organiche, in questo caso l'antracene, permette di convertire fotoni blu in fotoni rossi, che il silicio può efficacemente convertire in elettricità. Questo strumento può lavorare al contrario e può essere utile per la diagnostica per immagini e le tecnologie quantistiche.

"La molecola organica che abbiamo accoppiato al silicio è un residuo del carbone chiamato antracene, ed è uno scarto di combustione," dice il leader della ricerca, Sean Roberts dell'Università del Texas. "Adesso possiamo regolare il materiale per farlo reagire a diverse lunghezze d'onda. Immagina, per l'informatica quantistica, di poter creare un materiale in grado di convertire un fotone blu in due fotoni rossi o viceversa. È perfetto per conservare informazioni.

Gli scienziati hanno considerato a lungo la possibilità di contaminare il silicio con molecole organiche, ma i tentativi precedenti hanno fallito nell'ottenere il così detto "spin-triplet exciton transfer" necessario per convertire la luce blu e verde in rossa. Questa tecnologia potrebbe migliorare moltissimo gli impianti fotovoltaici, che potrebbero essere la fonte d'energia del futuro, come spiega Elon Musk.

"La sfida è stata tenere una coppia di elettroni eccitati fuori dal materiale organico e dentro il silicio. Questo è stato possibile semplicemente depositandoli uno sopra l'altro," ha aggiunto Roberts. "Questo ha realizzato un nuovo tipo di interfaccia chimica tra il silicio e il materiale organico, permettendogli di comunicare elettronicamente."

Il team di ricerca ha studiato l'efficacia di questi legami chimici tramite i laser. Le osservazioni hanno mostrato come come il 90% dell'energia viene trasferita tra le molecole di antracene e i nano cristalli di silicio. "La novità è come le due parti di questa struttura, il silicio e l'antracene, lavorano insieme," afferma Lorenzo Mangolini, professore presso l'Università di California, Riverside. "Sia il primo gruppo ad aver realmente messo insieme le due parti."

FONTE: Upi.com
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