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

  • 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.
    501
  • 21/06/2019

    Томские ученые создали новый сплав с памятью формы, который превзошел никелид титана

    ​Ученые лаборатории физики высокопрочных кристаллов СФТИ ТГУ в рамках совместного гранта РНФ и Немецкого научно-исследовательского сообщества (DFG) разработали новый сплав с памятью формы. По функциональным характеристикам он превосходит никелид титана – лидера среди материалов, способных восстанавливать свою форму при нагреве после высоких внешних нагрузок.
    103
  • 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.
    437
  • 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.
    547
  • 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.
    732
  • 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.
    745
  • 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.
    593
  • 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.
    627
  • 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.
    802
  • 28/05/2019

    Российские ученые нашли способ сделать металл прочнее

    ​Один из самых перспективных материалов для авиационной и автомобильной промышленности — алюминий. Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» нашли простой и эффективный способ укрепления композитных материалов на его основе.
    146