В ЮФУ разработали быстродействующий фоторезистор для «прозрачной» электроники
Междисциплинарный коллектив ученых ЮФУ разработал новый композит на основе оксида цинка, который можно применять в качестве резистора для солнечных элементов и устройств «прозрачной» электроники. Уникальность таких фоточувствительных резисторов заключается в возможности работы в ультрафиолетовом и видимом диапазонах, поразительно коротком отклике за долю секунды, а также высокой оптической прозрачности в видимом диапазоне света.
В мире науки и технологий бурно развиваются исследования, направленные на создание эффективных фоточувствительных материалов, которые могут не только применяться в солнечных элементах, но и стать основой для «прозрачной» электроники будущего. Один из таких перспективных материалов — оксид цинка — в центре внимания ученых.
Междисциплинарная команда исследователей, включая опытных ученых и молодых аспирантов из Института нанотехнологий, электроники и приборостроения ЮФУ, а также Химического факультета ЮФУ, под руководством профессора Виктора Петрова и доцента Екатерины Баян, занимается разработкой тонких пленок на основе оксида цинка с добавками оксида кобальта или алюминия. Активное участие в исследовании принимают аспиранты Александра Иванищева, Мария Волкова, Ирина Гуляева, Ирина Игнатьева, а также доцент ИНЭП Юрий Варзарев. Предыдущие исследования этой группы выявили, что даже небольшие добавки (в пределах 0,5-3 процента) влияют на структуру и свойства пленок, открывая двери к многообещающим применениям.
В рамках недавного исследования, результаты которого опубликованы в журнале Nanomaterials, ученые выполняли следующую задачу – поиск простого, недорогого и в то же время перспективного метода синтеза тонких пленок, а также подбор оптимальных электрофизических параметров для будущего фоточувствительного элемента.
По итогам работы были созданы композиты Co3O4-ZnO, обладающие уникальными свойствами: они обеспечивают контролируемое изменение электрофизических, оптических и фотоэлектрических характеристик. Это позволило исследователям создать фоточувствительные резисторы ультрафиолетового и видимого диапазонов с поразительно коротким временем отклика в 26 миллисекунд.
Более того, алюминиевые пленки Al-ZnO обладают высокой оптической прозрачностью в видимом диапазоне света, достигая 94 процентов, что делает их идеальным материалом для различных оптических устройств. Данная работа поддержана грантом РНФ.
«Создание таких материалов — это лишь первый шаг. Нам удалось не только достичь высокой фоточувствительности, но и обеспечить материалы высокой оптической прозрачностью, что открывает новые перспективы для солнечных элементов и устройств «прозрачной» электроники», – рассказал доктор технических наук, профессор кафедры техносферной безопасности и химии ИНЭП ЮФУ Виктор Петров.
Созданные учеными тонкие пленки были синтезированы с применением запатентованного в ЮФУ низкотемпературного твердофазного пиролиза. Этот метод позволяет создавать пленки толщиной от 30 нм до 600 нм. С помощью коллег из других подразделений ЮФУ, ученые провели обширное исследование полученных пленок, используя методы рентгеновской дифракции, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, атомно-силовой микроскопии и Кельвин-зондовой силовой микроскопии. Также были изучены электрофизические и фотоэлектрические свойства на уникальных исследовательских установках, специально разработанных инженерами и сотрудниками ИНЭП.
«Для нас каждый этап исследования по-своему интересен, но, пожалуй, самое захватывающее — это видеть структуру и морфологию полученного материала, а потом результат применения этого материала в датчиках», – отметил Виктор Петров.
Исследователи сообщают, что в мире существует множество новых фоточувствительных материалов. Однако материал, разработанный в Южном федеральном университете, отличается тем, что обладает чувствительностью к свету как в ультрафиолетовом, так и в видимом диапазоне с высокой скоростью реакции. Кроме того, ученые достигли возможности создания оптически прозрачных пленок. Преимущество таких материалов заключается в возможности контролировать не только оптические, но и электрофизические свойства, что позволяет получать материалы с заданными характеристиками для конкретных приборов и устройств.
Полученные материалы и разработанные на их основе приборы не уступают своим мировым аналогам. Следует отметить, что результаты исследований были опубликованы в 2022-2023 годах в журналах, имеющих квартиль Q1 (Sensors, Nanomaterials) и Q2 (Physica Scripta), и в российском журнале «Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки».
Будущие исследования ученых будут посвящены созданию тонких пленок на основе оксида цинка, легированного ионами различных металлов, таких как медь и никель. Они также планируют исследовать оптические, электрические, каталитические и газочувствительные свойства новых материалов с использованием методов математического моделирования, чтобы оценить их потенциал в солнечных элементах и других высокотехнологичных устройствах будущего.
Telegram 
Дзен 
VK Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Около четырех миллиардов лет назад Солнечная система пребывала в хаосе: гигантские планеты сближались, меняли орбиты и выбрасывали своих соседей в межзвездное пространство. Хотя шансы на «выживание» лун Юпитера и Урана в этот период были крайне малы, астрономы показали, что их судьба может хранить следы древней катастрофы с участием «потерянной» планеты.
Исследование крупнейшего в Европе массового захоронения медного века Камино-дель-Молино указало на то, что дети и подростки, жившие в Испании почти пять тысяч лет назад, страдали и умирали от хронических респираторных инфекций, в числе которых, вероятно был туберкулез.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
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.
В эпоху искусственного интеллекта и стремительного развития технологий знание языка становится инструментальной компетенцией, а умение работать с учетом культурного контекста — стратегической. В День филолога, кандидат педагогических наук Екатерина Щавелева, заведующая кафедрой иностранных языков и коммуникативных технологий НИТУ МИСИС рассказывает, как гуманитарное образование приобретает новую ответственность и какое будущее у межкультурной коммуникации.
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.
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.
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