للمرة الأولى..الحصول على عدة إلكترونات من فوتون وحيد باستخدام الغرافين

دمشق – سانا

أعلنت مجموعة من الباحثين في المعهد التقني الفيدرالي في لوزان/ايه بي.اف.ال/ بسويسرا عن تسجيلهم إنجازا جديدا يحدث للمرة الأولى وهو الحصول على عدة إلكترونات من فوتون واحد باستخدام مادة الغرافين وذلك ضمن جهاز كهرضوئي.

وذكر عضو الجمعية الفلكية السورية والمدير التنفيذي لموقع الوكالة العربية لاخبار الفضاء والفلك المهندس عماد الأسدي لنشرة سانا المنوعة أن مثل هكذا الاكتشاف يعزز الآمال المتعلقة باستخدام الغرافين كمادة أساسية في الأجهزة الكهرضوئية حيث سيصبح بالإمكان الحصول على كفاءة مرتفعة لتحويل الطاقة من طاقة ضوئية إلى طاقة كهربائية.

واشار الأسدي إلى أنه تم بناء الاكتشاف الجديد على بحث تم نشره العام الماضي من قبل باحثين في معهد برشلونة للعلوم الضوئية /اي.سي.اف.او/ أظهروا أنه يمكن للغرافين تحويل فوتون واحد إلى عدة إلكترونات بطريقة غير مباشرة وفي البحث الجديد قام الباحثون بتحفيز الغرافين عبر تعريضه لفوتونات من طاقات مختلفة “أي لها أطوال موجية مختلفة” ثم قاموا باستخدام نبضات إشعاعية عالية التردد “من مرتبة التيراهرتز” من أجل قياس التوزع الإلكتروني الحار وما أسفرت عنه هذه التجربة هو أن العلماء تمكنوا من تحديد وجود طاقات ضوئية مرتفعة “تتبع لمجال الأشعة البنفسجية” في عدد أكبر من التوزعات الإلكترونية وذلك أكثر من الطاقات الضوئية المنخفضة التي “تتبع لمجال الأشعة تحت الحمراء”.

وتمكن الباحثون من تطوير طريقة جديدة أسرع من أي طريقة أخرى تم ابتكارها سابقا من أجل الكشف عن حركة الإلكترونات حيث تم وضع الغرافين ضمن حجرة شديدة التخلية من الهواء وثم تم تعريض الغرافين لنبضات من ليزر ضوئي وقام الليزر بتحفيز الإلكترونات ضمن الغرافين ما جعلها تنتقل إلى مستوى طاقي أعلى وعند انتقال الإلكترونات إلى المستوى الطاقي الأعلى تم تعريض الغرافين لنبضات مسح والتي تقوم بوظيفة أخذ لقطات تساهم بمعرفة الطاقة التي يمتلكها كل إلكترون بتلك اللحظة وعبر تكرار هذه العملية مرات عديدة تمكن الباحثون من تكوين ما يشبه الفيلم الذي يمكن إيقافه ومشاهدته بحيث يمكنهم مشاهدة العملية والتوقف عند أي لحظة زمنية معينة.

واشار الأسدي إلى أنه على الرغم من أن المواد النانوية المستخدمة بمجال الأجهزة الكهرضوئية قد حملت آمالا ووعودا كبيرة حول قدرتها على تحويل فوتون وحيد إلى إلكترونات متعددة وذلك منذ عام 2004 إلا أن علماء شككوا حول إمكانية تطبيق هذه القدرات بشكل فعلي وعملي من أجل رفع كفاءة توليد الطاقة واعتمادا على عملية التحفيز المتعدد تم تكريس طاقة كبيرة من أجل قياس عملية توليد إلكترونات متعددة بدءا من فوتون وحيد ولكن إذا كان التوليد المتعدد للإلكترونات بدءا من فوتون وحيد سيساهم بتعزيز كفاءة تحويل الطاقة من 32 بالمئة إلى 60 بالمئة فإن إثبات هذه الظاهرة وبذل الجهد من أجلها يستحق ذلك بالتأكيد.

عماد الدغلي