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Conceito de quase-partícula previsto por físico soviético é observado pela 1ª vez

© Foto / Greg Stewart / Centro de Aceleração Linear de StanfordRepresentação artística da distorção produzida em uma rede cristalina ao passo de um elétron
Representação artística da distorção produzida em uma rede cristalina ao passo de um elétron - Sputnik Brasil
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Observado com ajuda de um poderoso laser, o chamado polaron moveu-se por uma estrutura cristalina parecida com as dos painéis fotovoltaicos e seu tamanho cresceu até 50 vezes.

As distorções fugazes que foram produzidas na rede atômica de um cristal como resposta ao movimento de elétrons por este material correspondem a um fenômeno que há tempos era apenas uma hipótese.

Em 1993, o físico soviético Lev Landau propôs o conceito "polaron" para se tratar desta realidade invisível, que desde então foi considerada uma quase-partícula. Porém, no final de 2020, físicos puderam observar pela primeira vez a formação e evolução dos polarons.

A observação é um fato importante para a ciência, já que estas distorções nos cristais de titânio de cálcio, chamadas perovskita, são precisamente o que explica o funcionamento das células fotoelétricas ou solares fabricadas com este composto.

As mudanças produzidas na rede cristalina são de curta duração, durando apenas bilionésimos de segundo, porém fornecem uma eficiência recorde à tecnologia fotovoltaica, e agora, é possível observá-las sem a necessidade de um potente laser.

© Foto / Pixabay / geraltÁtomo, elétron e nêutron (imagem referencial)
Conceito de quase-partícula previsto por físico soviético é observado pela 1ª vez - Sputnik Brasil
Átomo, elétron e nêutron (imagem referencial)

Pesquisadores do Centro de Aceleração Linear de Stanford contaram com a ajuda de um laser de raios X de elétrons livres para observar a parte interna dos microcristais de perovskita. Isto permitiu capturar seus movimentos a nanoescala, bem como determinar que forma adotam os polarons e seguir sua evolução.

"Quando carrega o material, ao aquecê-lo com a luz, como acontece em uma célula solar, os elétrons são liberados e começam a se mover pelo material", explicou Burak Guzelturk, cientista do laboratório do Departamento de Energia dos EUA.

"Os atos são vistos encobertos por uma espécie de bolha de distorção local, o polaron, que os acompanha", ressaltou.

Segundo ele, estas bolhas poderiam evitar a dispersão dos elétrons por defeitos no material, contribuindo para um movimento mais eficaz.

Durante sua curta vida, o tamanho do polaron aumenta 50 vezes e empurra aproximadamente dez camadas de átomos para fora.

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