Işığın ve maddenin elektromanyetik alanlarının iç içe birbirine karıştığı gizemli mikroskopik diyar, elektromanyetik alanlar enerjiyi değiş tokuş ettikçe plazmonlar, eksitonlar ve diğer beklenmedik parçacıklarla doludur. Şimdi fizikçiler bunların arasında enerji taşıyan bir parçacık dizisi daha eklediler. “Topolojik pleksitonlar” (İng. topological plexcitons) adı verilen bu yeni parçacıklar güneş hücreleri ve nanoölçek fotonik devreleri için enerji akışının önemli ölçüde artırılmasında gelecek vaad ediyor.
UC San Diego, MIT ve Harvard Üniversitesi’nden bilim insanları bu parçacıkları eksiton enerji transferi olarak bilinen bir süreci iyileştirmesi için tasarladılar. Plazmonlar ve eksitonlar ile birleştirilerek oluşan topolojik pleksitonlar özellikle eksiton enerji transferi sırasında doğrudan daha iyi enerji akışını sağlamada yardımcı olacak.
Pleksitonlar 20000 nanometreye kadar hareketedebiliyorlar.
Işık ve madde etkileştiklerinde enerjilerini değiş tokuş ederler. Plazmon adı verilen bir metaldeki ışık ve eksiton olarak adlandırılan bir moleküldeki ışık arasında enerji akışı olabilir. Bu değiş tokuş kendi bozunma oranlarından çok hızlı olduğu zaman plazmon ve eksitonun ayrı ayrı ayırt edici özellikleri kaybolur ve bu da onları hibrit parçacıklar olarak haklarında daha hassas düşünülmesine zorlar. Bu durumda plazmonlar ve eksitonlar pleksitonları oluşturmak için birleşirler.
Bu iki karışıma bir topolojik bileşen ekleyerek pleksitonlar üzerinde oluşan yönlülük bir gün “pleksitonik” anahtarların yeni tür güneş hücreleri veya diğer ışıktan enerji elde eden aygıtların mikroskobik bileşenleri arasında enerjiyi seçici olarak dağıtmak amacıyla yapılabilir. Böylece güneş hücreleri ve bu aygıtların enerji akışları ve verimlilikleri önemli ölçüde artırılabilir.
Bu araştırmadan önce eksiton enerji transferi 10 nm civarındaki mesafelerde gerçekleşiyor iken pleksitonların oluşturulması ile eksiton enerji transferi mesafesi 20 bin nanometreye kadar genişledi ki bu mesafe bir insan saç telinin genişliği kadardır.
Bu araştırma ile ilgili sonuçlar Nature Communications dergisinde bir makale olarak yayınlandı.
Gökhan Atmaca, MSc.
Takip: twitter.com/kuarkatmaca
İletişim: facebook.com/anadoluca
Referanslar:
Gizmag
