یکی از موانع بر سر راه استفاده از نانوسیمها، پایین بودن کارایی آنها است. برای حل این مشکل محققان دانشگاه هاروارد روشی ارائه کردهاند که در آن سطح نانوسیمها را با استفاده از سیلیکون آمورف پوشش میدهند. با این کار کارایی نانوسیم بهمیزان قابل توجهی افزایش مییابد.
افزایش کارایی نانوسیمها با پوششدهی
یکی از موانع بر سر راه استفاده از نانوسیمها، پایین بودن کارایی آنها است. برای حل این مشکل محققان دانشگاه هاروارد روشی ارائه کردهاند که در آن سطح نانوسیمها را با استفاده از سیلیکون آمورف پوشش میدهند. با این کار کارایی نانوسیم بهمیزان قابل توجهی افزایش مییابد.
یافتههای این پروژه که در شماره ۲۰ می سال ۲۰۱۱ نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است، نشان میدهد که سیمهای دارای پوشش میتوانند در حسگرهای نوری و جمع کنندههای نوری مانند پیل خورشیدی مورد استفاده قرار گیرد.
از آنجایی که نسبت سطح به حجم در نانوسیمها بالا است، نرخ نوترکیبی سطحی در این مواد نیز بالا خواهد بود. این بدین معناست که بهجای جمع شدن در ترمینالها، بارهای تولید شده توسط نور، نوترکیب میشوند. در نتیجه طول عمر نانوسیم پایه بین ۱۰ هزار تا ۱۰۰ هزار برابر کاهش مییابد که این مسئله موجب کاهش کارایی مواد در محصولاتی نظیر پیلهای خورشید میشود.
کنت کروزیر، استاد رشته مهندسی برق دانشگاه هاروارد میگوید نانوسیمها دارای پتانسیل بالایی در تبدیل انرژی هستند اما تاکنون بهدلیل کارایی کم آنها، از این مواد استفاده زیادی نشده است. کنت کروزیر و همکارانش برای غلبه بر این مشکل راه حلی ارائه کردند. آنها به بررسی دقیق نانوسیمهای دارای روکشی از جنس سیلیکون آمورف پرداختند و در نهایت نشان دادند که در این نانوسیمها نوترکیبی به شدت کاهش یافته است.
یاپینگ دان، نویسنده دیگر این مقاله و دانشجوی پسا دکتری در آزمایشگاه کنت کروزیر که انجام آزمایشات این پروژه بهعهده او بوده است، میگوید دلیل افزایش کارایی در این سیستم آن است که پوشش موجب میشود تا شکستگی و انقطاع پیوندهای اتمی روی سطح سیلیکون تک بلوری ترمیم شود. همچنین پوشش میتواند یک سد پتانسیل الکتریکی بالا را در محل تماس نانوسیم و پوشش ایجاد کند که این موضوع انتقال بار درون تک بلور سیلیکون را محدود میکند.