Исследователи из Политехнического института Rensselaer, используя тончайший лист золота со специальной структурой, получили совершенно новый тип фотодатчиков, предназначенных для улавливания инфракрасного света. Используя в своих интересах уникальные свойства золота, которые этот металл приобретает на наноуровне, ученые создали систему "микролинз", с помощью которой можно добиться увеличения чувствительности инфракрасных датчиков на основе квантовых точек в 20 и более раз.
Увеличение чувствительности инфракрасных датчиков представляет собой достаточно трудную задачу. В основном это происходит из-за того, что увеличение чувствительности влияет не только на усиление полезного сигнала, вместе с которым усиливаются и шумы, являющиеся помехами, вносящими искажения в полезный сигнал. Технология mercury-cadmium-telluride (MCT), широко используемая в настоящее время имеет достаточно хорошее соотношение сигнал\шум, но обладает одним недостатком - она требует большого времени выдержки при съемке в условиях низкого уровня инфракрасного излучения.
Для создания принципиально нового инфракрасного датчика, как уже упоминалось ранее, ученые использовали уникальные свойства золота, проявляемые на наноуровне. За основу были взяты датчики на основе квантовых точек (quantum dot infrared photodetectors, QDIP), которые затем были покрыты пленкой золота, толщиной 50 нанометров. Эта пленка пронизана отверстиями, диаметром 1.6 микрометра, расположенными над каждой квантовой точкой датчика, нанокристаллом, обладающим уникальными оптическими характеристиками.
Золотой слой выступает в качестве фокусирующего устройства, своеобразной линзы и усилителя, направляя весь свет, падающий на площадь отверстия в центр, на квантовую точку. Более сильный поток света созданный таким образом повышает способность квантовых точек превратить фотоны света в электроны. Результатом этого является создаваемое электрическое поле, энергия которого в четыре раза превышает энергию падающего света.
В настоящее время исследователям удалось создать опытные образцы QDIP датчиков, чувствительность которых в два раза превышает чувствительность наилучших экземпляров датчиков MCT. Но ученые утверждают, что доработав немного технологию нанесения золотого покрытия, они будут в состоянии создать инфракрасные датчики, с чувствительность в 20 раз превышающую чувствительность нынешних датчиков. С помощью таких чувствительных датчиков астрономы смогут увидеть новые космические объекты, которые невозможно увидеть, используя лучшие современные инструменты.
Источник: dailytechinfo
|
