Исследователи из Техниона впервые разработали полную физическую модель, объясняющую, как тепловые характеристики излучающего материала влияют на параметры испускаемого им света. Разработка открывает новые возможности для проектирования передовых оптических датчиков и фотонных систем.

Центральным явлением, изучаемым в этой работе, стала фотолюминесценция — процесс, при котором материал поглощает и излучает кванты света. Ранее ученые использовали закон Планка для описания отклонений от термодинамического равновесия, однако точная температурная зависимость этого процесса оставалась неформализованной.

Исследовательская группа под руководством профессора Кармел Ротшильд вывела общее уравнение, описывающее изменение излучения в зависимости от температуры, квантовой эффективности и энергетического зазора материала. Разработанная модель демонстрирует, как повышение температуры постепенно трансформирует свет из узкого спектрального диапазона в широкое излучение, аналогичное солнечному свету.

В ходе работы ученые определили универсальную температурную точку, при которой интенсивность фотолюминесценции становится равной мощности поглощаемого материалом внешнего излучения, переводя систему в состояние термодинамического равновесия.