Можете ли вы представить себе фотодетектор, который работает совершенно без электрического питания? Именно такую удивительную разработку недавно представили российские специалисты.
Главный секрет устройства — металлический узор с острыми заострениями, нанесённый на графен. Этот узор получил необычное название: "асимметричная сингулярная метаповерхность" (АСМП). Его форма влияет на то, как детектор реагирует на свет с разной поляризацией.
"Ключевой элемент — металлическое заострение поверх двумерного материала. Оно усиливает интенсивность излучения возле острия, нагревает электроны, и они начинают двигаться в определенном направлении, создавая фототок", — поясняет автор исследования Кирилл Капралов.
Графен обладает отличными характеристиками для фотодетекторов: высокой подвижностью зарядов и широким спектром восприятия света. Но есть и проблема — он плохо поглощает свет. Новый металлический узор как раз и решает эту задачу, значительно усиливая его чувствительность.
Эти уникальные свойства открывают дверь к созданию компактных инфракрасных камер и систем связи, которым не нужно внешнее питание.
Современные инфракрасные детекторы обычно требуют охлаждения, сложны в производстве и имеют низкую чувствительность к слабым сигналам. Российская разработка решает все эти проблемы сразу.
Новая технология совместима с массовым производством и подходит для использования с другими двумерными материалами. В перспективе эти устройства могут найти широкое применение в тепловидении, инфракрасных камерах и высокоэффективных оптических системах связи.