В РТУ МИРЭА создали фотодетекторы, которые повысят качество фитнес-трекеров и умных часов
Новые устройства от ученых РТУ МИРЭА обладают повышенной чувствительностью и способностью различать поляризацию света. Благодаря гибкости и тонкости двухмерных материалов, сенсоры на их основе могут быть интегрированы в прототипы умных часов, фитнес-трекеров и других носимых гаджетов. Эти сенсоры способны мониторить пульс, уровень кислорода в крови и другие биометрические показатели с высокой точностью.
В основе новых фотодетекторов лежат двумерные графеноподобные полупроводниковые пленки из дисульфида молибдена (MoS₂) с высокой концентрацией дефектов. Эти дефекты значительно увеличивают чувствительность сенсоров к свету, но снижают их быстродействие. Чтобы решить эту проблему, команда использовала асимметричные плазмонные решетки, которые усилили поглощение света и позволили устройствам различать поляризацию, сохраняя при этом гибкость и малую толщину.
Дополнительно был разработан специальный алгоритм, основанный на динамической математической модели, который существенно сократил время отклика сенсоров, уменьшив его на несколько порядков по сравнению с первоначальным значением. Это делает данные фотодетекторы идеальными кандидатами для использования в гибких носимых устройствах. Результаты опубликованы в журнале Optical Materials.
«Исследование показало, что фотодетекторы с асимметричными плазмонными решетками демонстрируют значительно улучшенные характеристики: фотоотклик около 60 мА/Вт и степень линейной поляризации 0,78, — рассказывает Сергей Лавров, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник кафедры наноэлектроники РТУ МИРЭА.
— Представьте наш фотодетектор как тонкую сеть, натянутую для улавливания света. Дефекты в пленках дисульфида молибдена действуют как дополнительные узлы в этой сети, которые эффективно захватывают больше фотонов, увеличивая фототок и повышая чувствительность устройства.
Асимметричные плазмонные решетки работают как специальные направляющие, фокусирующие свет определенной поляризации прямо в активные области сети. Это позволяет устройству различать поляризацию света, словно мы настраиваем сеть так, чтобы улавливать только свет с определенным направлением волн.
Однако увеличение числа узлов в сети (дефектов) может замедлить обработку сигналов, так как появляется больше информации для анализа. Чтобы решить проблему быстродействия, мы разработали специальный алгоритм на основе динамической математической модели. Он функционирует как высокоскоростная система обработки данных, которая быстро анализирует и обрабатывает поступающие фотонные сигналы, существенно сокращая время отклика фотодетектора. Таким образом, мы смогли объединить высокую чувствительность, способность различать поляризацию и быстрое время реакции в одном гибком устройстве».
Сегодня практически не существует гибких фотодетекторов, обладающих одновременно высокой чувствительностью и способностью различать поляризацию света. Новые устройства, созданные командой из РТУ МИРЭА, не только решают эту задачу, но и открывают возможности для создания легких и прочных носимых устройств. Они могут найти применение в системах оптической связи, устройствах поляризационного изображения и других областях, требующих высокочувствительных фотодетекторов. Уникальные характеристики делают их перспективными для развития оптических радаров и нанофотоники, уверены в университете.
Telegram 
Дзен 
VK Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно