Tim Penelitian Internasional yang Dipimpin oleh Universitas Göttingen Mengembangkan Metode Baru untuk Pencitraan UltraFast dari Eksiton Gelap
Bagaimana teknologi terbaru, seperti sel surya, ditingkatkan? Sebuah tim peneliti internasional yang dipimpin oleh University of Göttingen membantu menemukan jawaban atas pertanyaan seperti ini dengan teknik baru. Untuk pertama kalinya, pembentukan partikel kecil yang sulit dideteksi – yang dikenal sebagai rangsangan gelap – dapat dilacak dengan tepat dalam ruang dan waktu. Pembawa energi yang tidak terlihat ini akan memainkan peran kunci dalam sel surya, LED, dan detektor di masa depan. Hasilnya diterbitkan di Fotonik Alam.
Eksiton gelap adalah pasangan kecil yang terdiri dari satu elektron bersama dengan lubang yang ditinggalkannya saat bersemangat. Mereka membawa energi tetapi tidak dapat memancarkan cahaya (karenanya nama “gelap”). Salah satu cara untuk memvisualisasikan rangsangan adalah dengan membayangkan balon (mewakili elektron) yang terbang dan meninggalkan ruang kosong (lubang) yang tetap terhubung dengan kekuatan yang dikenal sebagai interaksi Coulomb. Para peneliti berbicara tentang “keadaan partikel” yang sulit dideteksi tetapi sangat penting dalam struktur dua dimensi yang tipis secara atom dalam senyawa semikonduktor khusus.
Dalam publikasi sebelumnya, kelompok penelitian yang dipimpin oleh Profesor Stefan Mathias dari Fakultas Fisika di University of Göttingen dapat menunjukkan bagaimana rangsangan gelap ini dibuat dalam waktu yang singkat dan menggambarkan dinamika mereka dengan bantuan teori mekanik kuantum. Dalam penelitian ini, tim kini telah mengembangkan teknik baru yang dikenal sebagai “mikroskop momentum medan gelap ultrafast”, dan menggunakannya untuk pertama kalinya. Ini memungkinkan mereka untuk menunjukkan betapa rangsangan gelap terbentuk dalam bahan khusus yang terbuat dari tungsten diselenide (WSE2) dan molybdenum disulphide (MOS2) – dan dalam waktu yang menakjubkan, yang hanya berlangsung dengan 55 femtoseconds (0,000000000000055 detik) diukur dengan resolusi precise dari 480 nanom nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom NanoMet NanoMet)) diukur dengan resolusi 480 nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom) Nanom NanoMet) Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom Nanom) Nanom Nanom Nanom Nanom) (0,00000048 meter).
“Metode ini memungkinkan kami untuk mengukur dinamika pembawa muatan dengan sangat tepat,” jelas penulis pertama Dr David Schmitt, juga dari fakultas fisika Universitas Göttingen. “Hasilnya memberikan wawasan mendasar tentang bagaimana sifat -sifat sampel mempengaruhi pergerakan pembawa muatan. Ini berarti bahwa teknik ini dapat digunakan di masa depan untuk secara khusus meningkatkan kualitas dan oleh karena itu juga efisiensi sel surya, misalnya.” Dr Marcel Reutzel, pemimpin kelompok penelitian junior dalam kelompok penelitian Mathias, menambahkan: “Ini berarti bahwa teknik ini dapat digunakan tidak hanya untuk sistem yang dirancang khusus ini, tetapi juga untuk penelitian tentang jenis bahan baru.”
Publikasi asli: David Schmitt et al. Pencitraan Nano-Ultrafast dari Eksiton Gelap. Nature Photonics (2025). Doi: 10.1038/s41566-024-01568-y
