Инженеры Калифорнийского технологического института разработали высокочувствительный фотодетектор для преобразования видимого и инфракрасного спектров, сочетающий нанооптику с термоэлектрическим эффектом.
Фотодетекторы, различающие разные цвета света или тепла, применяются во множестве областей, например, при спутниковом наблюдении за ростом сельскохозяйственных культур или в медицине, в изучении клеток опухоли. Попадающие на полупроводник фотоны возбуждают электроны, которые вырабатывают электрический ток. Этот сигнал можно измерить и зафиксировать. Однако, с инфракрасным светом, состоящим из низкоэнергетических фотонов, этот способ работает не так хорошо, как с видимым.
Новый детектор работает примерно в 10-100 раз быстрее, чем современные термоэлектрические аналоги, и способен преобразовать свет более широкого электромагнитного спектра. Это позволяет применять его в создании улучшенных солнечных панелей и устройств обработки изображений. Группа ученых под руководством профессора Гарри Этвотера применила достижения нанооптики, изучающей взаимодействия света с мельчайшими структурами с термоэлектрическим преобразованием, чтобы получить новый тип оптоэлектронного устройства. Для этого исследователи создали материал с наноструктурой шириной сотни нм — меньше, чем длина волны света видимого спектра, пишет Futurity.
«Это исследование является мостиком между двумя научными областями, нанооптикой и термоэлектрикой, которые не часто пересекаются, но и открывают путь к взаимодействию, — говорит Келли Маузер, ведущий автор опубликованной в журнале Nature Nanotechnology статьи. — На пересечении этих двух областей существует множество неизученных и интересных научных открытий».
В США впервые возобновляемая энергия обогнала атомную
Технологии
Способ расширить диапазон чувствительности полимерных фотодетекторов изобрели ученые России и Саудовской Аравии. Оказалось, что ультрафиолетовое излучение, взаимодействуя с поверхностью некоторых элементов фотодетектора, меняет чувствительность устройства.