Tokion yliopiston professori Yoshihiro Iwasan tutki kansainvälisen fyysikkoryhmän kanssa erikoispuolijohteisen nanoputken mahdollisia toimintoja, kun hänellä sytytti. Välähdyksen tuloksena oli lopulta uudenlainen nanoputki, joka generoi sähkövirtaa valosta.
Iwasa loistatti laserilla valoa nanoputkelle ja havaitsi jotain kiinnostavaa. Tietyt aallonpituudet ja valon intensiteetit indusoivat virran nanoputkessa.
- Materiaali tuotti sähköä, kuten aurinkopaneelit, mutta eri tavalla. Yhdessä Max Planckin tutkimuslaitoksen tutkijatohtori Yijin Zhangin kanssa osoitimme ensimmäistä kertaa, että nanomateriaaleilla aurinkopaneeleista voi tehdä nykyistä parempia, Iwasa toteaa.
Virtaa aiheuttava nanoputki on valmistettu volframidisulfidiin perustuvan puolijohdemateriaalin rullatuista levyistä (WS2). Levyt eivät aiheuta virtaa valon läsnä ollessa, ellei niitä ole valssattu putkiksi. Esiin tullut käyttäytyminen ei ole luontainen materiaalille, ennen kuin sitä muutetaan. Mielenkiintoista on se, miten se eroaa olemassa olevista fotosähköisistä materiaaleista.
Yleensä pn-liitokseen perustuva valosähkö on parantanut tehokkuuttaan niiden löytymisestä kuluneen 80 vuoden kuluessa. Aurinkokennomateriaalit ovat kuitenkin lähellä teoreettisia rajojaan.
WS2-nanoputket eivät ole riippuvaisia materiaalien välisistä liitoksista saavuttaakseen valosähköisen vaikutuksen. Kun ne altistuvat valolle, ne synnyttävät virran läpi koko niiden rakenteen. Tätä kutsutaan bulkkivalosähköiseksi vaikutukseksi (BPVE). Se tapahtuu, kun WS2-nanoputki ei ole symmetrinen, jolloin indusoituvalla virralla on edullisin suunta.
- WS2-nanoputkea ei voi vielä verrata pn-liitosmateriaalien tuottamaan potentiaaliin. Tämä johtuu siitä, että laite on nanoskooppinen ja sitä on vaikea tehdä suuremmaksi. Mutta se on mahdollista ja toivon, että kemistit inspiroituvat tästä haasteesta, Iwasa toivoo.
Pitkällä aikavälillä tutkijat toivovat, että tällainen materiaali voisi mahdollistaa tehokkaampien aurinkopaneelien valmistuksen. Mutta lähitulevaisuudessa odotettavissa olevat koon rajoitukset huomioon ottaen on todennäköisempää, että sitä käytetään muissa sovelluksissa, kuten aiempaa herkemmissä optisissa tai infrapuna-antureissa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 4.7.2019
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
