p Um dos grandes benefícios das pequenas peças semicondutoras conhecidas como pontos quânticos é que elas podem produzir vários elétrons de um único fóton, um recurso chamado "multiplicação de portadora, "o que poderia levar a células solares baratas e altamente eficientes e novos tipos de detectores de foto e radiação. p Detectar e quantificar esse processo de multiplicação em dispositivos de trabalho tem se mostrado um desafio, Contudo, como observado por Victor Klimov, diretor do Centro de Fotofísica Solar Avançada (CASP) do Laboratório Nacional de Los Alamos. "O principal avanço é uma capacidade recém-desenvolvida que nos permite seguir o destino dos elétrons fotogerados em escalas de tempo ultrarrápidas diretamente nas medições de fotocorrente. A pesquisa em nossa equipe e em outros lugares já havia se concentrado no uso de espectroscopia óptica para detectar a multiplicação de portadores e quantificar sua eficiência, " ele disse.

p "Não ficou claro se as eficiências observadas em medições espectroscópicas podem ser reproduzidas em uma fotocorrente de dispositivos da vida real. Nosso novo estudo nos permite abordar esta importante questão."

p A nova técnica envolve o monitoramento de transientes de fotocorrente em fotodetectores especialmente projetados que fornecem resolução temporal muito alta de apenas 50 picossegundos.

p Jianbo Gao, o pesquisador de pós-doutorado trabalhando neste projeto e co-autor de um novo artigo da Nature Communications, disse, "As medições tornaram-se possíveis usando fotodetectores recentemente desenvolvidos que incorporam pontos quânticos como uma parte do dispositivo e que servem como sua camada fotocondutora ativa. Usando um design fotodetector apropriado em combinação com eletrônicos ultrarrápidos, fomos capazes de resolver picos de fotocorrente muito curtos devido a multiexcitons produzidos em um processo de multiplicação de portadores. "

p Disse Andrew Fidler, um pós-doutorado do diretor de Los Alamos no projeto, "Uma dificuldade chave com a multiplicação dos portadores é extrair rapidamente os portadores fotogerados antes que eles se recombinem." No caso de multiexcitons, este processo de recombinação é governado pela chamada decadência Auger, que é caracterizado por extremamente curto, escalas de tempo de picossegundos. "Usando nossos novos fotodetectores, mostramos que, ao aplicar um tratamento químico adequado à camada externa do ponto quântico, podemos extrair cargas do ponto quântico antes de sua recombinação. Isso prova que a multiplicação de portadoras é uma abordagem viável para aumentar a fotocorrente de dispositivos da vida real. "