Rectennas optik paling efisien di dunia masih dapat memanen lebih dari 100 kali lebih banyak energi, meskipun sebuah studi baru menemukan banyak pekerjaan diperlukan sebelum mereka dapat mencapai nilai praktis. Rectennas - kependekan dari "straightening antennas" - mengumpulkan gelombang elektromagnetik seperti antena mobil. Ketika antena rectenna menerima sinyal, itu menghasilkan muatan berosilasi yang bergerak melalui dioda penyearah yang terhubung. Penyearah ini kemudian mengubah fluktuasi ini menjadi arus listrik searah.
Namun, efisiensi konversi rectennas optik telah terbukti terlalu rendah untuk membuatnya berguna untuk aplikasi tersebut. Masalahnya adalah untuk menangkap radiasi panas, rectennas harus sangat kecil, tetapi semakin kecil, semakin besar resistensi mereka, yang dapat mengurangi kekuatan mereka.
Sekarang Belkadi dan rekan-rekannya telah menemukan cara untuk meningkatkan efisiensi rectenna optik dengan menggunakan efek kuantum yang kira-kira setara dengan elektron yang melewati dinding. Mereka merinci temuan mereka secara online 18 Mei di jurnal Nature Communications.
Dalam rectennas konvensional, elektron harus melewati isolator untuk menghasilkan energi. Isolator ini menambah banyak hambatan, mengurangi jumlah listrik yang dapat dihasilkan perangkat ini.
Menggunakan strategi yang berlawanan dengan intuisi, para peneliti menambahkan dua isolator ke rectenna mereka, bukan hanya satu. Jika ketebalan dan bahan yang tepat dipilih untuk parit sempit ini, yang disebut "sumur kuantum", elektron yang menabraknya dengan jumlah energi yang tepat dapat melewatinya, tanpa menemui hambatan dalam prosesnya. Ini adalah pertama kalinya para ilmuwan menunjukkan bahwa "terowongan resonansi" seperti itu dimungkinkan dengan rectennas optik.
Para ilmuwan menguji serangkaian lebih dari 250.000 rekten berbentuk dasi kupu-kupu yang terbuat dari nikel, nikel oksida, aluminium oksida, kromium dan emas, masing-masing dengan panjang hanya 11 nm dan lebar 6 nm. Mereka menemukan bahwa perangkat mereka menunjukkan efisiensi konversi yang 100 hingga 1000 kali lebih besar daripada rectennas optik sebelumnya.
Namun, efisiensi konversi rectennas baru ini masih kecil, hanya 0,001%. "Perjalanan kita masih panjang," kata Belkadi.
Cara potensial untuk lebih meningkatkan efisiensi rectenna optik adalah dengan bereksperimen dengan bahan berbeda yang dapat dilalui lebih banyak elektron. "Mungkin kita bisa meningkatkan efisiensi konversi 1.000 kali lagi," kata Belkadi. "Orang-orang mulai memasang rectenna di dinding dengan konversi 1 hingga 2%"
EmoticonEmoticon