Nelle celle solari, la radiazione solare aumenta gli elettroni a stati energetici più elevati, liberandoli così dai loro legami atomici quando l'elettricità inizia a fluire. Scienziati guidati dal professor Alexander Holleitner, fisico presso la Technische Universitaet Muenchen (TUM, Germania), hanno sviluppato un nuovo metodo per analizzare il modo in cui gli elettroni fotogenerati si muovono nei fotorivelatori più piccoli. Presentano i frutti della loro ricerca nell'attuale numero della rivista Nano lettere .
Al centro del metodo c'è un cosiddetto punto di contatto quantistico (QPC). Questo è un canale conduttivo stretto in un circuito a semiconduttore. Gli scienziati hanno creato un canale stretto di 70 nanometri, grande circa quanto la lunghezza d'onda degli elettroni nel semiconduttore. La chiave è che solo un elettrone alla volta passerà attraverso il canale, rendendo possibili misurazioni della corrente elettrica ad altissima precisione. Come descritto nell'attuale pubblicazione, questo metodo è stato applicato per la prima volta agli elettroni fotogenerati.
Nell'allestimento sperimentale non è il sole, ma piuttosto un raggio laser che spinge gli elettroni nel loro stato eccitato. Questi elettroni vengono quindi analizzati utilizzando un punto di contatto quantistico. Nel processo, gli scienziati sono stati in grado di dimostrare per la prima volta che gli elettroni fotogenerati possono fluire per diversi micrometri prima di scontrarsi con gli atomi cristallini. Hanno anche stabilito che la forma geometrica di un circuito ha una forte influenza sui percorsi degli elettroni. Gli elettroni possono anche "correre dietro gli angoli" quando rimbalzano dai confini del circuito, non diversamente dalle palle da biliardo.
Le intuizioni e le opportunità analitiche rese possibili da questa nuova tecnica sono rilevanti per un'intera gamma di applicazioni. Questi includono, soprattutto, l'ulteriore sviluppo di componenti elettronici come fotorivelatori, transistor ad alta mobilità elettronica (HEMT), e componenti che utilizzano lo spin magnetico degli elettroni per elaborare le informazioni.
