Bij zonnecellen, zonnestraling stimuleert elektronen naar hogere energietoestanden, waardoor ze vrijkomen van hun atomaire bindingen als elektriciteit begint te stromen. Wetenschappers onder leiding van professor Alexander Holleitner, natuurkundige aan de Technische Universitaet Muenchen (TUM, Duitsland), hebben een nieuwe methode ontwikkeld om de manier waarop fotogegenereerde elektronen in de kleinste fotodetectoren bewegen te analyseren. De vruchten van hun onderzoek presenteren ze in het huidige nummer van het tijdschrift Nano-letters .

Het hart van de methode is een zogenaamd kwantumpuntcontact (QPC). Dit is een smal geleidend kanaal in een halfgeleidercircuit. De wetenschappers creëerden een smal kanaal van 70 nanometer, ongeveer even breed als de golflengte van elektronen in de halfgeleider. De sleutel is dat er maar één elektron tegelijk door het kanaal past, waardoor uiterst nauwkeurige metingen van de elektrische stroom mogelijk zijn. Zoals beschreven in de huidige publicatie, deze methode werd voor het eerst toegepast op fotogegenereerde elektronen.

In de experimentele opstelling is het niet de zon, maar eerder een laserstraal die de elektronen in hun aangeslagen toestand schopt. Deze elektronen worden vervolgens geanalyseerd met behulp van een kwantumpuntcontact. In het proces, de wetenschappers konden voor het eerst aantonen dat fotogegenereerde elektronen enkele micrometers kunnen stromen voordat ze in botsing komen met kristallijne atomen. Ze stelden ook vast dat de geometrische vorm van een circuit een sterke invloed heeft op elektronenpaden. Elektronen kunnen zelfs "om de hoek rennen" wanneer ze terugkaatsen van circuitgrenzen, niet zoals biljartballen.

De inzichten en analytische mogelijkheden die deze nieuwe techniek mogelijk maakt, zijn relevant voor een hele reeks toepassingen. Waaronder, vooral, de verdere ontwikkeling van elektronische componenten zoals fotodetectoren, transistors met hoge elektronenmobiliteit (HEMT), en componenten die de magnetische spin van elektronen gebruiken om informatie te verwerken.