Российская новинка поражает мир: фотодетектор работает без электричества

Можете ли вы представить себе фотодетектор, который работает совершенно без электрического питания? Именно такую удивительную разработку недавно представили российские специалисты.

В чем уникальность новой технологии

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.

Почему графен

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.

Удивительные возможности устройств

• Форма "пила" позволяет детектору "видеть" только свет с определённой поляризацией и почти не реагировать на другую.
• Форма "ёлочка" делает ещё больше: детектор различает не только интенсивность, но и направление поляризации света, причем без внешнего поляризатора.

Эти уникальные свойства открывают дверь к созданию компактных инфракрасных камер и систем связи, которым не нужно внешнее питание.

Преимущества нового решения

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.

Уточнения

Графе́н (англ. graphene) — двумерная аллотропная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом. Атомы углерода находятся в sp²-гибридизации и соединены посредством σ- и π-связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку.