Созданы инфракрасные датчики со сверхчувствительным германиевым фотодиодом
Индикация инфракрасного излучения востребована во многих технологиях от дистанционного управления бытовой техникой до систем автофокусировки, беспилотных автомобилей и гарнитур виртуальной реальности. Повышение чувствительности инфракрасных датчиков сулит значительные выгоды производителям и эксплуатантам оборудования.
Исследователи из Университета Аалто (Финляндия) разработали новый тип инфракрасного фотодиода, который на 35% более чувствителен к длине волны 1,55 мкм, ключевой длине волны для телекоммуникации по сравнению с другими диодными компонентами на основе германия. Важно отметить, что новое устройство легко может быть изготовлено с использованием существующих технологий производства фотодиодов, что делает его чрезвычайно практичным для внедрения.
«От идеи до проверки концепции нам потребовалось восемь лет», — говорит Хеле Савин, профессор Университета Аалто.
Основная идея заключается в том, чтобы изготовить фотодиоды с использованием германия вместо арсенида индия и галлия. Германиевые фотодиоды дешевле и полностью совместимы с процессом производства полупроводников, но до сих пор германиевые фотодиоды плохо улавливали инфракрасный свет.
Команде Савина удалось создать германиевые фотодиоды, которые улавливают почти весь спектр попадающего на них инфракрасного света. Исследование было опубликовано 1 января 2025 года в журнале Light: Science & Applications.
«Высокая производительность стала возможной благодаря сочетанию нескольких новых подходов: устранению оптических потерь с использованием поверхностных наноструктур и минимизации электрических потерь двумя различными способами», — объясняет Ханьчен Лю, докторант-исследователь, создавший концептуальное устройство.
Тесты команды показали, что концептуальный фотодиод превосходит по чувствительности не только существующие германиевые фотодиоды, но и серийно выпускаемые фотодиоды на арсениде индия-галлия. Новая технология очень эффективно улавливает инфракрасные лучи и хорошо работает в широком диапазоне длин волн. Новые фотодиоды могут быть легко изготовлены на существующих производственных мощностях, и исследователи ожидают, что они в самое ближайшее время будут внедрены в серийные промышленные технологии.
«Время выбрано как нельзя лучше. Так много областей используют инфракрасное излучение, что наша разработка просто обречена на успех», — уверен Савин.
Недавно ученые рассказали, как увеличить пропускную способность общественных сетей Wi-Fi.
