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

  • 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.
    258
  • 07/03/2018

    Омские ученые придумали, как создавать треугольные нанокирпичи

    ​Российские ученые из Омского государственного технического университета разработали метод самосборки атомов и молекул в двумерные нанообъекты, который в будущем позволит производить их в промышленных масштабах для множества разных задач.
    324
  • 07/09/2018

    Томские ученые синтезировали керамику с люминесцентными свойствами

    Доцент Инженерной школы новых производственных технологий Томского политехнического университета Дамир Валиев представил исследование на одной из ведущих международных конференций по физике оптических материалов и устройств «ICOM 2018 Conference on the Physics of Optical Materials and Devices​», которая недавно прошла в городе Игало (Черногория).
    127
  • 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.
    881
  • 15/01/2018

    Российские ученые выяснили, как способ обработки полипропилена влияет на механические свойства конечного изделия

    ​Коллектив учёных, в том числе из Института синтетических полимерных материалов РАН и МФТИ, выяснил, как «правильность» молекул полипропилена и способ обработки влияют на механические свойства конечного изделия.
    423
  • 25/04/2018

    Наночастицы помогут разглядеть белки при экстремально высоких температурах

    ​Российские ученые создали многофункциональное наноустройство из диэлектрических наночастиц на металлической подложке. С его помощью можно определять температуру и состояние окружающих молекул.
    249
  • 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.
    397
  • 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.
    771
  • 20/08/2018

    Учеными созданы железные спирали тоньше человеческого волоса

    ​Исследователи СПбГУ смогли синтезировать микроспирали соединений железа диаметром около 12 микрон - почти в десять раз тоньше человеческого волоса. Их можно будет использовать, например, для создания сенсоров с высокой чувствительностью, а также в качестве миниатюрных электромагнитов или индукторов.
    128
  • 27/03/2017

    Новосибирские ученые создали материал, обеспечивающий 30 лет непрерывной работы химического реактора

    Ученые из Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) создали новую технологию сплавления титана и тантала, в результате чего получили особо стойкий к коррозии и агрессивным средам материал.
    1332