İşıq metal nanostrukturlarla qarşılıqlı əlaqədə olduqda, o, dərhal optik enerjini elektrik və kimyəvi enerji kimi yüksək dəyərli enerji mənbələrinə çevirmək üçün əsas vasitələr kimi xidmət edən plazmonik isti daşıyıcıları yaradır. Bunların arasında isti dəliklər fotoelektrokimyəvi reaksiyaların gücləndirilməsində mühüm rol oynayır. Bununla belə, onlar pikosaniyələrdə (saniyənin trilyonda biri) termal olaraq dağılır və praktiki tətbiqləri çətinləşdirir.

İndi Koreyalı tədqiqat qrupu isti dəliklərin daha uzun müddət saxlanılması və onların axınının gücləndirilməsi, yeni nəsil, yüksək səmərəli, işıqdan enerjiyə çevrilmə texnologiyalarının kommersiyalaşdırılmasını sürətləndirmək üçün bir metodu uğurla inkişaf etdirib.

KAIST-in Kimya Departamentindən hörmətli professor Jeong Young Parkın rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, İnha Universitetinin Materialşünaslıq və Mühəndislik Departamentindən professor Moonsang Li ilə əməkdaşlıq edərək, qaynar dəliklərin axınını uğurla gücləndirdi və real vaxt rejimində yerli cərəyan paylanmasının xəritəsini çəkdi, bununla da fotokuratorun təkmilləşdirilməsi mexanizmini aydınlaşdırdı. Əsər Science Advances jurnalında dərc olunub .

Komanda səthdə isti çuxurların çıxarılmasını asanlaşdırmaq üçün xüsusi yarımkeçirici substratın (p tipli qallium nitridi) üzərinə metal nanomeş yerləşdirməklə nanodiod strukturu dizayn etdi . Nəticədə, isti çuxurun çıxarılması istiqamətinə uyğunlaşdırılmış qallium nitridi substratlarında isti dəliklərin axını digər istiqamətlərdə düzlənmiş substratlarla müqayisədə təxminən iki dəfə gücləndirildi.

Au nanomesh hazırlamaq üçün polistirol nano-muncuq monolayer məclisi əvvəlcə qallium nitridi (p-GaN) substratına yerləşdirildi və sonra polistirol nano-muncuqları nanomesh şablonu yaratmaq üçün həkk olundu. Sonra, 20 nm qalınlığında qızıl nano-film çökdürüldü və GaN substratında qızıl nano-mesh quruluşunu həyata keçirmək üçün həkk olunmuş polistirol nano-muncuqlar çıxarıldı. Hazırlanmış Au nanomesh plazmonik rezonans effektinə görə görünən diapazonda güclü işığın udulması nümayiş etdirdi.

• Au nanomesh istifadə edərək isti çuxurun idarə edilməsinin konseptual diaqramı. Kredit: Elmdə irəliləyişlər (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adu0086
• (A) Atom güc mikroskopiyası vasitəsilə real vaxt rejimində isti dəlik axınının müşahidəsinin sxematik diaqramı. (B) Qütbləşməmiş qallium nitridi (GaN) (yuxarı cərgə) və qütbləşmiş GaN (aşağı sıra) substratlarındakı Au nanomeshinin real vaxt şəkilləri (sol sütun) və real vaxt rejimində aşkar edilmiş isti çuxur axınının xəritəsi (orta və sağ sütunlar). Kredit: Elmdə irəliləyişlər (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adu0086
• Au nanomesh istifadə edərək isti çuxurun idarə edilməsinin konseptual diaqramı. Kredit: Elmdə irəliləyişlər (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adu0086
• (A) Atom güc mikroskopiyası vasitəsilə real vaxt rejimində isti dəlik axınının müşahidəsinin sxematik diaqramı. (B) Qütbləşməmiş qallium nitridi (GaN) (yuxarı cərgə) və qütbləşmiş GaN (aşağı sıra) substratlarındakı Au nanomeshinin real vaxt şəkilləri (sol sütun) və real vaxt rejimində aşkar edilmiş isti çuxur axınının xəritəsi (orta və sağ sütunlar). Kredit: Elmdə irəliləyişlər (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adu0086

Bundan əlavə, fotokeçirici atom qüvvəsi mikroskopiyası (pc-AFM) əsaslı fotocərəyan xəritələşdirmə sistemindən istifadə edərək, tədqiqatçılar real vaxt rejimində nanometr miqyasında (insan saçının yüz mində biri qalınlığı) isti dəliklərin axını təhlil etdilər. Onlar müşahidə etdilər ki, isti dəliklərin aktivləşməsi “qaynar nöqtələrdə” daha güclüdür, burada işığın yerli olaraq qızıl nanomesh üzərində cəmləşdiyi yerdir. Bununla belə, qallium nitrid substratının böyümə istiqamətini dəyişdirərək, isti çuxurun aktivləşdirilməsi isti nöqtələrdən kənara çıxaraq digər ərazilərə də yayıldı.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1742295702&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-advancing-electricity-energy-conversion-method.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC44OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNC4wLjY5OTguODkiXSxbIk5vdDpBLUJyYW5kIiwiMjQuMC4wLjAiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMzQuMC42OTk4Ljg5Il1dLDBd&dt=1742295700242&bpp=2&bdt=100&idt=484&shv=r20250305&mjsv=m202503130101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1742295460%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1742295460%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1742295460%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=364582497376&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2940&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95354597%2C31090357&oid=2&pvsid=3535158056218723&tmod=294521279&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7Co%7CpeEbr%7C&abl=NS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=2257

Bu araşdırma vasitəsilə komanda işığı elektrik və kimyəvi enerjiyə çevirmək üçün səmərəli üsul kəşf edib. Bu sıçrayışın gələcək nəsil günəş batareyalarını , fotokatalizatorları və hidrogen istehsalı texnologiyalarını əhəmiyyətli dərəcədə irəliləyəcəyi gözlənilir .

Professor Park bildirdi ki, “Biz ilk dəfə olaraq nanodiod texnikasından istifadə edərək isti dəliklərin axınına uğurla nəzarət etdik. Bu yenilik müxtəlif optoelektronik cihazlar və fotokatalitik tətbiqlər üçün böyük potensiala malikdir. Məsələn, bu, günəş batareyaları və hidrogen istehsalı kimi günəş enerjisinin çevrilməsi texnologiyalarında əsaslı irəliləyişlərə səbəb ola bilər.

“Əlavə olaraq, bizim inkişaf etdirdiyimiz real vaxt analiz texnologiyası, optik sensorlar və nanoölçülü yarımkeçirici komponentlər də daxil olmaqla, ultra miniatürləşdirilmiş optoelektronik cihazların inkişafına tətbiq edilə bilər.”

Daha çox məlumat: Hyunhwa Lee və digərləri, Plazmonik Schottky arxitekturalarında p-GaN-in polarite modulyasiyası vasitəsilə isti dəlik axınının yenidən qurulması, Elm İnkişafı (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adu0086

Jurnal məlumatı: Science Advances 

Koreya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutu (KAIST) tərəfindən təmin edilmişdir