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 В шаровых звездных скоплениях должно быть немало небольших черных дыр, но астрономам редко удается их обнаружить. И вот ученые нашли первую черную дыру звездной массы в огромном скоплении Омега Центавра. Объект оказался менее массивным, чем ожидали специалисты, зато с огромным орбитальным периодом.
Долгие годы ультразвуковое исследование (УЗИ) было единственным методом медицинской визуализации в космосе. Однако в 2025 году экипаж коммерческой орбитальной миссии впервые получил диагностические рентгеновские снимки.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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