Санкт-Петербург, Гражданский пр-т, д. 111, оф. 254
Эл. почта:info@lascompany.ru

Сверх эффективный графеновый датчик света

 В ходе совместных разработок, проводимых россиийскими и зарубежными физиками был создан датчик света, который при высокой своей эффективности, почти не потребляет энергию и не требует охлаждения. Для создания этого датчика, ученые использовали графен — лист из углерода толщиной в один атом. Учеными была продемонстрирована новая технология, которая представляет собой прямую лазерную модификацию графена. Так же  был продемонстрирован фотодетектор, созданный с помощью данной технологии.

Сам графен —  это  одиночный слой атомов углерода, которые соединены структурой химических связей. По своей геометрии он похож на пчелиные соты. За изобретение графена — материала, который имеет уникальные физико-химические свойства,  Константин Новоселов и Андрей Гейм получили Нобелевскую премию по физике в 2010 году. К сожалению не все свойства графена оказались полезными — его тяжело было превратить в полупроводник, поэтому он не пригоден для изготовления электронных приборов, солнечных батарей, лазеров и источников света; также  его нельзя растягивать — он очень хрупкий. Еще одна проблема в том, что на таких масштабах работы транзисторов и фотоэлементов, включаются и начинают мешать силы межатомного взаимодействия и квантовые эффекты. Поэтому приборы начинают пропускать ток в обоих направлениях, а свет почти полностью «просачивается» через них.  Все это не позволяло применять такие устройства в «атомной» микроэлектронике. 

Ученые из Московского института электронной техники в Зеленограде, а также ученые из Германии и Испании, нашли способ решить эту проблему. Они склеили графен с кремниевой подложкой и добавили в него примесей при помощи специального лазера. Дело в том, что недавно ученые выяснили, что кратковременное облучение очень короткими вспышками лазера листов графена,  не разрушает, а изменяет саму их химическую структуру и то, как  ведут себя электроны внутри них. Данное открытие привело ученых к тому, что лазеры могут сделать графен более «непрозрачным» для частиц света.

Опыты показали, что мобильность электронов в облученных регионах снизилась на порядки, а сопротивление току выросло в несколько сотен раз, а в материале возникли зоны, активно взаимодействовавшие с частицами света.  

В результате графен не только начал реагировать на самые слабые источники света, но и стал вырабатывать на несколько порядков больше электричества. Кроме того, воздействие лазером позволило графеновым фотодетекторам работать при более низких температурах и напряжениях – при комнатной температуре и при 9 милливольт.

Теперь графе можно использовать не только для создания солнечных батарей или детекторов света, но и в качестве компонентов для световых процессоров и других электронных устройств, таких как матрицы фотокамер и различные датчики медицинских приборов.

ЛАС