Ученые создали фотодетекторы на основе графена, которые потребляют мало энергии и не нуждаются в охлаждении. Они могут использоваться при создании портативных матриц высокого разрешения, составляющих основу современных фото- и видеокамер. Статья ученых опубликована в журнале ACS Photonics. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ).

"Мы впервые продемонстрировали новую технологию, основанную на прямой лазерной модификации материала атомной толщины, и впервые продемонстрировали функциональный прибор - фотодетектор, созданный с ее использованием. Учитывая, что электроника и микроэлектроника сейчас находятся в состоянии поиска новых материалов и методов, позволяющих повысить характеристики приборов, предложенная нами технология может явиться началом нового технологического направления", - говорит один из авторов работы, профессор МИЭТ Иван Бобринецкий.

Графен - материал, представляющий собой слой графита толщиной в один атом. После своего открытия он привлек внимание ученых из-за обилия уникальных и практически важных физических свойств. Например, благодаря рекордно большой теплопроводностью и высокой механической жесткостью его можно использовать для создания высокоэффективных теплоотводящих поверхностей. Благодаря малой толщине и высокой подвижности электронов в его структуре, графен может использоваться для изготовления элементов микросхем: транзисторов и конденсаторов.

В своей новой работе ученые показали, что графен можно использовать в качестве материала для фотодетекторов. Обычный графен нельзя было для этого использовать из-за того, что сгенерированные носители заряда на его поверхности быстро рекомбинируются, поэтому ученые модифицировали ее, облучая графен лазером очень короткое время - порядка одной квадриллионной доли секунды. Они проводили эту работу на подложке из кремния, но, по словам исследователей, заменить его может и гибкий полимер. В результате эксперимента ученые получили материал с иной структурой энергетических уровней атомов, это делает его намного более чувствительным к воздействию видимого света.

Новая технология позволяет делать фотодетекторы атомной толщины, которые потребляют мало энергии и не нуждаются в охлаждении. Такие фотодетекторы могут использоваться при создании портативных матриц высокого разрешения, составляющих основу современных фото - и видеокамер. Подобные структуры также можно использовать в новых элементах электроники в качестве компонентов оптических пар - элементов микросхем, сигнал в которых передается с помощью световых, а не электрических импульсов. По словам ученых, применение разработанной технологии перспективно в оптогенетике - исследовании и лечении заболеваний мозга и нервной системы путем введения в ткани оптических волокон. Если поместить фотодетектор на конце оптического волокна, то это позволит повысить разрешение и чувствительность методов оптогенетики.

Источники

Создан высокочувствительный фотодетектор толщиной в атом
Новости@Rambler.ru, 21/08/2018
Создан высокочувствительный фотодетектор толщиной в атом
Индикатор (indicator.ru), 21/08/2018
Физики из России создали датчик света толщиной с атом
Newsmir.info, 21/08/2018
Физики из России создали датчик света толщиной с атом
РИА Новости, 21/08/2018
Физики из России создали датчик света толщиной с атом
Пульс Планеты 24/7 (puls-planety247.ru), 21/08/2018
Ученые создали высокочувствительный фотодетектор атомной толщины
БезФормата.Ru Владивосток (vladivostok.bezformata.ru), 21/08/2018
Ученые создали высокочувствительный фотодетектор атомной толщины
Яндекс.Новости (news.yandex.ru), 21/08/2018
Ученые создали высокочувствительный фотодетектор атомной толщины
Vladtime.ru, 21/08/2018
Ученые создали высокочувствительный фотодетектор атомной толщины
Margust (gazeta-margust.ru), 21/08/2018
Ученые создали высокочувствительный фотодетектор атомной толщины
Газета.Ru, 21/08/2018
Ученые создали высокочувствительный фотодетектор атомной толщины
123ru.net, 21/08/2018
Физики из России создали датчик света толщиной с атом
Vzglyad.az, 21/08/2018
Создан высокочувствительный фотодетектор толщиной в атом
SMIonline (so-l.ru), 22/08/2018
Создан фотодетектор толщиной в один атом
Полит.ру, 22/08/2018
Ученые создали высокочувствительный фотодетектор атомной толщины
Российский научный фонд (rscf.ru), 22/08/2018

Похожие новости

  • 29/12/2017

    Топ-20 наиболее интересных разработок сибирских ученых в 2017 году

    На портале «Новости сибирской науки» можно познакомиться с инновациями и последними достижениями сибирских ученых. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию Топ-20  сообщений о наиболее значимых и интересных научных разработках 2017 года, размещенных на нашем портале.
    1323
  • 23/01/2019

    Новосибирские физики смоделировали атмосферу экзопланет

    ​Сотрудники Института лазерной физики СО РАН в лабораторных условиях моделируют плазменный ветер, аналогичный тому, что испускают объекты в сотнях световых лет от Земли. Эти исследования имеют большое значение для изучения состава и динамики верхней атмосферы разных классов экзопланет, в том числе потенциально пригодных для жизни.
    544
  • 19/06/2018

    Ученые ИАиЭ СО РАН помогут телескопу найти темную материю

    ​Специалисты Института автоматики и электрометрии СО РАН в сотрудничестве с немецкой компанией Dioptic разработали голограмму, чтобы настроить четырехлинзовый объектив. Он нужен для работы с ближнеинфракрасным спектрометром и фотометром нового космического телескопа "Евклид", задача которого - исследовать причины расширения Вселенной и найти темную материю.
    528
  • 12/04/2019

    Как вычислить путь звезды

    Астрофизику сегодня невозможно представить без компьютерного моделирования: ученые воссоздают на ЭВМ космические процессы, не доступные для наблюдения, чтобы ставить эксперименты и подтверждать теории.
    334
  • 21/01/2019

    «Сотканные» в НМИЦ им. академика Е.Н. Мешалкина тканеинженерные протезы меняют идеологию операций

    В школьные годы я зачитывалась книгой кардиохирурга Николая Амосова “Мысли и сердце”. Воображение легко рисовало бригаду врачей над неподвижным телом пациента со вскрытой грудной клеткой. Но в ближайшем будущем операции по имплантации, например, аортального клапана, пораженного стенозом, будут выглядеть совсем по-другому.
    606
  • 11/08/2018

    Ученые разработали инфракрасную горелку, которая обогреет сибирские дома

    ​Благодаря новому интерметаллическому сплаву из никелия и алюминия усовершенствованная российскими учеными инфракрасная горелка на испытаниях показала себя экологичной и высокоэффективной. Сегодня ученые работают над созданием перспективных водонагревательных котлов на основе своей горелки, которые очень актуальны для частных домов в Сибири и на Дальнем Востоке.
    672
  • 13/04/2018

    Дилатометр измерит деформации космических материалов в вакууме

    Ученые из Института физики им. Л.В. Киренского Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) разработали измерительную ячейку для исследования свойств материалов при температурах близких к абсолютному нулю.
    497
  • 18/09/2018

    Директор ИАиЭ СО РАН Сергей Бабин принял участие в заседании научно-технического совета АУ «Технопарк – Мордовия»

    13-14 сентября в Саранске прошло VI заседание Научно-технического совета (НТС) АУ «Технопарк - Мордовия». Мероприятие было посвящено рассмотрению вопроса «Цифровая повестка в волоконной оптике». Ведущие российские учёные и специалисты в сфере научно-технической и инновационной деятельности обсудили завершение проекта по созданию Инжинирингового центра волоконной оптики, работа которого напрямую связана с задачей по построению цифровой экономики, поставленной Президентом России.
    416
  • 06/09/2017

    В Новосибирске расмотрели альтернативы «мусорному» концессионеру

    ​Альтернативные предложения по сбору и утилизации отходов были рассмотрены в рамках "Городской ассамблеи" в Новосибирске. Местные разработчики предложили новые современные технологии переработки ТКО.
    1156
  • 23/07/2018

    Магнитные нанодиски улучшат качество томографии

    Ученые России и США разработали магнитные наноструктуры, регистрируемые индукционными методами с рекордной чувствительностью в организме лабораторных животных in vivo.  Полученные магнитные микродиски позволят увеличить чувствительность и информативность различных методов визуализации органов и тканей, таких как магнитно-резонансная томография, MPQ и MPI (magnetic particle imaging).
    482