Это исследование сделало новаторское открытие, потому что впервые были расшифрованы квантовые механизмы, запускающие фотоэлектрическую функцию этих устройств. Анхель Рубио, профессор физики конденсированных сред на химическом факультете Университета Страны Басков UPV / EHU, директор группы нано-био-спектроскопии и младший научный сотрудник Международного физического центра Доностия (DIPC), принял участие в конференции. исследования, проведенные в этой области в сотрудничестве с различными центрами в Германии, Италии и Франции.
В этих органических устройствах используется светочувствительный полимер, связанный с углеродной наноструктурой, которая функционирует как токоприемник.
Когда свет падает на устройство, полимер улавливает частицы света и вызывает сверхбыструю передачу электронов к наноструктуре посредством электронного импульса порядка фемтосекунд (фс), другими словами, 10-15 секунд. Недавно были найдены доказательства, подтверждающие этот сверхбыстрый перенос, но исследования Рубио и его команды пошли еще дальше, поскольку им удалось расшифровать элементный механизм, который запускает перенос электронов между полимером и наноструктурой.
Первый принцип моделирования в упрощенной модели предсказал, что когерентные колебания – это те, которые диктуют периодический перенос заряда между полимером и фуллереном.
Группа, участвовавшая в эксперименте, подтвердила это предсказание, изучив оптический отклик обычного материала, состоящего из полимера и побочного продукта фуллерена (обычная наноструктура сферической формы), с помощью временной спектроскопии высокого разрешения.
Результаты подтвердили, что взаимодействие колебаний полимера и фуллерена вызывает перенос электрона когерентным и сверхбыстрым способом (≈23 фс), без необходимости принимать некогерентные процессы, которые проявляются в более медленных передачах (100 фс). Эти исследования демонстрируют решающую роль квантовой когерентности в органических фотоэлектрических устройствах.
Исследование, которое должно быть опубликовано на этой неделе в журнале Science, предлагает видение, которое согласуется с квантовыми процессами элементов в органических фотоэлектрических устройствах и представляет собой значительный шаг вперед в этой области. «Это исследование открывает возможности для существенного и контролируемого улучшения органических устройств для фотоэлектрических применений», – отметил профессор Анхель Рубио.