Dans les cellules solaires, le rayonnement solaire propulse les électrons vers des états d'énergie plus élevés, les libérant ainsi de leurs liaisons atomiques lorsque l'électricité commence à circuler. Des scientifiques dirigés par le professeur Alexander Holleitner, physicien à la Technische Universitaet Muenchen (TUM, Allemagne), ont développé une nouvelle méthode pour analyser la façon dont les électrons photogénérés se déplacent dans les plus petits photodétecteurs. Ils présentent le fruit de leurs recherches dans le numéro actuel du magazine Nano lettres .
Au cœur de la méthode se trouve ce que l'on appelle un contact ponctuel quantique (QPC). Il s'agit d'un canal conducteur étroit dans un circuit semi-conducteur. Les scientifiques ont créé un canal étroit de 70 nanomètres, à peu près aussi large que la longueur d'onde des électrons dans le semi-conducteur. La clé est qu'un seul électron à la fois passera à travers le canal, permettant des mesures de très haute précision du courant électrique. Comme décrit dans la publication actuelle, cette méthode a été appliquée pour la première fois aux électrons photogénérés.
Dans le montage expérimental ce n'est pas le soleil, mais plutôt un faisceau laser qui propulse les électrons dans leur état excité. Ces électrons sont ensuite analysés à l'aide d'un contact ponctuel quantique. Dans le processus, les scientifiques ont pu démontrer pour la première fois que les électrons photogénérés peuvent s'écouler sur plusieurs micromètres avant d'entrer en collision avec des atomes cristallins. Ils ont également établi que la forme géométrique d'un circuit a une forte influence sur les chemins des électrons. Les électrons peuvent même « tourner dans les virages » lorsqu'ils rebondissent des limites du circuit, un peu comme les boules de billard.
Les connaissances et les opportunités analytiques rendues possibles par cette nouvelle technique sont pertinentes pour toute une gamme d'applications. Ceux-ci inclus, notamment, la poursuite du développement de composants électroniques tels que les photodétecteurs, transistors à haute mobilité électronique (HEMT), et des composants qui utilisent le spin magnétique des électrons pour traiter l'information.
