Ученые Университета науки и технологий в Саудовской Аравии придумали способ конвертации энергии инфракрасного излучения, испускаемого нагретой солнечными лучами Землей, в энергию электрического тока.

Для этой цели использовали квантовое туннелирование.

Большое количество солнечного излучения, поступающего на Землю, поглощается поверхностью и атмосферой и переизлучается в виде инфракрасных волн. По оценкам специалистов, энергия в этой форме утекает в количестве порядка миллиона гигаватт каждую секунду.

Для ее улавливания исследователи предлагают использовать наноразмерные антенны и связанные с ними диоды, которые состоят из изоляционного слоя, зажатого между двумя металлическими слоями. В таких устройствах, называемых ректеннами, возникает явление, известное как квантовое туннелирование — телепортация частицы сквозь непреодолимый энергетический барьер.

Ученые создали опытный образец диода, поместив тонкий изоляционный слой между двумя металлическими кронштейнами из золота и титана. Фотоны инфракрасного излучения попадают в ректенну и выбивает электроны из металла на границе металл-изолятор. Это приводит к появлению плазмонов — согласованных колебаний электронов — и усилению электрического поля благодаря эффекту туннелирования в том месте, где кронштейны слегка перекрываются.

Для туннелирования обычно необходимо прикладывать напряжение, однако данное устройство захватывает инфракрасное излучение, конвертирует его в электрический ток и усиливает его, работая в пассивном режиме.