Новости науки
Созданы фотодетекторы нового поколения
Дата публикации: 20.10.2016
Разработки физиков из РФ, Китая и Саудовской Аравии позволили улучшить фотодетекторы, которые найдут множество применений: от получения изображений до измерения состава атмосферы.
Современные фотодетекторы, которые используются во множестве систем и приборов, как правило, реагируют на узкий диапазон длин волн, что создает множество трудностей разработчикам. Ученые из России, Китая и Саудовской Аравии нашли решение этой проблемы.
Фотодетекторы - это датчики, которые в ответ на облучение светом вырабатывают электрический ток и таким образом позволяют обнаружить свет. "Фотодетекторы, способные "чувствовать" излучение в широком диапазоне, очень востребованы, но создавать их сложно. Мы нашли быстрый, дешевый и эффективный способ "расширить" диапазон чувствительности фотодетекторов", - говорит соавтор исследования, руководитель Центра молекулярной электроники МФТИ Вадим Агафонов.
Он и его коллеги из Института прикладной химии в Чанчуне (Китай) и Университета короля Сауда (Саудовская Аравия) провели эксперимент - они облучали ультрафиолетом фотодетектор, который содержит наночастицы оксида цинка. Оказалось, что ультрафиолетовое излучение, взаимодействуя с поверхностью фотодетектора, меняет чувствительность прибора.
По словам ученых, ультрафиолетовое излучение "отцепляет" атомы кислорода от молекул оксида цинка. Благодаря этому происходит перераспределение электронов и дырок (вакантных мест для электронов), приводящее к отсоединению атомов кислорода. В итоге освобожденные электроны могут переносить заряд, создавая ток даже при минимально детектируемой оптической мощности (60 пиковатт) и малой разности потенциалов (около 0,5 вольта).
В результате облучения рабочий спектральный диапазон прибора увеличивается, а максимальная внешняя квантовая эффективность (ВКЭ), то есть отношение числа "выбитых" электронов к числу падающих фотонов, возросла с 30% до 140 000%. Это значит, что до облучения ультрафиолетом десять фотонов порождали три электрона, а после облучения уже 14 тысяч.
Достаточно при сборке один раз облучить фотодетектор ультрафиолетом, чтобы он превратился в широкополосный. По мнению ученых, облученные фотодетекторы могут найти множество применений: от получения изображений до измерения состава атмосферы.
По материалам: журнала Advanced Functional Materials, пресс-службы МФТИ и ТАСС.
