Российские ученые усовершенствовали диоды для приборов ночного видения: что нового
Новые сенсоры обладают почти вдвое более широким спектром чувствительности по сравнению с существующими отечественными аналогами, и это открывает широкие перспективы для применения разработки в приборах ночного видения, системах экологического мониторинга и высокоточных газоанализаторах.
В основу инновации лег усовершенствованный состав полупроводникового материала — арсенида индия-галлия (InGaAs), который широко используется в инфракрасных фотоприемниках. Если ранее такие устройства могли регистрировать излучение в диапазоне до 1,7 микрометра, что соответствует ближнему инфракрасному диапазону, то теперь, за счет увеличения доли индия в кристаллах, удалось расширить чувствительность до 2,65 микрометра, вплотную приблизившись к границе среднего инфракрасного диапазона. Это значит, что сенсоры нового поколения смогут фиксировать больше информации об объектах в условиях низкой видимости.
Заведующий лабораторией перспективных гетероструктур СВЧ микроэлектроники Максим Соболев считает значительным достижением не только расширение диапазона новых сенсоров, но и сохранение совместимости инновационной технологии с уже существующими производственными процессами. Это значит, что разработку можно будет быстро запустить в серийное производство и вывести ее на рынок, где она составит конкуренцию зарубежной продукции, которую Россия ранее была вынуждена импортировать.
Одной из главных трудностей на пути к созданию этих фотодиодов была высокая плотность дефектов в кристаллах при увеличении содержания индия. Однако благодаря уникальному оборудованию, которым располагает Алферовский университет, и тесному сотрудничеству с промышленными партнерами, исследователям удалось вырастить материал высокого качества. Полученные фотодиоды по своим параметрам сравнимы с лучшими мировыми образцами.
Разработка имеет широкую сферу применения. В частности, оснащенные новыми сенсорами устройства ночного видения смогут формировать более четкое и детализированное изображение, опираясь не только на отраженный свет, но и на тепловое излучение объектов. Это особенно важно в сложных метеоусловиях — например, при густом тумане, облачности или высокой влажности воздуха. Еще одно перспективное направление — создание высокочувствительных сенсоров для анализа состава атмосферы. Новые устройства смогут с высокой точностью выявлять концентрации парниковых газов, в том числе, метана и углекислого газа, что имеет огромное значение для экологического мониторинга и разработки мер по защите окружающей среды.
Работа над проектом велась при поддержке Российского научного фонда и Фонда содействия инновациям. На разработку уже получен патент на полезную модель под номером RU 235230 U1, что подтверждает уникальность и практическую значимость технологии.
Ранее российские ученые создали «температурный» детектор: узнайте, зачем он нужен.
