Российские ученые предложили технологию, которая делает кремний чувствительным к поляризации света. Этот метод основан на нанесении лазером нанорешеток на поверхность материала. Разработка проста, экономична и легко масштабируется, что позволяет использовать ее в промышленности.
Кремний — основа современной электроники и оптоэлектронных устройств. Однако он не может различать, поляризован ли свет. Поляризация характеризует направление векторов электрического и магнитного полей световой волны. Например, свет лампы накаливания не поляризован, но после прохождения через поляризатор часть векторов отсеивается. Эффект поляризации применяется в медицине, астрономии и шифровании данных.
Для создания фотодетекторов, чувствительных к поляризации, обычно используют дорогие материалы или сложные методы литографии. Ученые из Института автоматики и процессов управления ДВО РАН предложили альтернативу. Они использовали коммерчески доступные кремниевые пластины и лазером нанесли на них нанорешетки. Эти структуры изменили взаимодействие материала со светом, сделав его чувствительным к поляризации.
Эксперименты показали, что фотодетекторы различают поляризацию в диапазоне длин волн от 700 до 1100 нанометров, включая красный и инфракрасный свет. Эффективность улавливания света достигла 100%. Эти характеристики делают разработку перспективной для медицинских приборов, изучающих живые ткани, и для высокоточных оптоэлектронных систем.
Метод не требует дорогостоящего оборудования и токсичных материалов, что упрощает его внедрение. Ученые подчеркивают, что технология подходит для обработки больших площадей и может использоваться в оптоволоконной связи и шифровании данных.
«Мы планируем оптимизировать параметры лазерной печати для повышения скорости и адаптировать технологию для других материалов, например, германия», — отметил Александр Шевлягин, старший научный сотрудник Института автоматики и процессов управления ДВО РАН.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Surfaces and Interfaces.
Читать далее:
Ученые создали катализатор, который нарушает законы физики
Физики придумали, как найти новые измерения в пространстве
Что будет, если ежедневно пить один бокал пива или вина — исследование
На обложке: слева — обычный кремниевый фотодетектор (ФД-К-155); справа — разработанный авторами фотодетектор с напечатанной нанорешеткой, позволяющей чувствовать поляризацию падающего на него света. Источник: Александр Шевлягин