• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
17.08.2020
Денис Гордеев
4 589

Физики разработали фотодетектор с квантовой эффективностью свыше 100%

5.5

Невероятного результата удалось достичь благодаря уникальным кремниевым наноструктурам, которые запускают «процесс размножения носителей заряда».

фотодетектор
Схематическое изображение того, как фотодетектор умножает носители заряда / Wisa Forbom

Финские ученые из Университета Аалто создали фотодетекторное устройство, внешняя квантовая эффективность которого составляет около 130%. Это первый случай, когда исследователям удалось добиться более чем стопроцентной величины этого показателя. Статья о разработке опубликована в журнале Physical Review Letters.

«Когда мы увидели результаты, то едва поверили своим глазам. Мы сразу захотели проверить их с помощью независимых измерений», — говорит руководитель исследования профессор Хеле Савин. Для поверки были приглашены специалисты из национального метрологического института Physikalisch-Technische Bundesanstalt, которые подтвердили, что никакой ошибки тут нет. «Это масштабный прорыв — и в то же время долгожданный шаг вперед для нас, метрологов, мечтающих о более высокой чувствительности [измерительных приборов]», — прокомментировал результаты проверки представитель института Лутц Вернер.

Внешняя квантовая эффективность (ВКЭ) определяется как отношение числа генерируемых пар электронов к числу падающих на устройство фотонов. Стопроцентная ВКЭ означает, что один входящий фотон генерирует один электрон для электрической цепи устройства. В фотодетекторе, разработанном финскими физиками, на один фотон приходится в среднем 1,3 электрона.

Секрет такого результата кроется в уникальных кремниевых наноструктурах, которые запускают «процесс размножения носителей заряда». Такое явление не наблюдалось ранее в реальных устройствах, поскольку электрические и оптические потери уменьшали количество сгенерированных электронов и снижали показатель ВКЭ. В новом фотодетекторе потери удалось сократить практически до нуля.

Такие результаты дают возможность улучшать эффективность работы почти любых устройств, в основе которых лежат детекция и регистрация светового потока: беспилотных авто, камер мобильных телефонов, устройств слежения. «Подобные детекторы привлекают все больше внимания, особенно в области биотехнологии и мониторинга промышленных процессов», — подытоживают авторы разработки.

Ранее мы писали о том, что швейцарские ученые собрали нанодвигатель из 16 атомов, а их коллеги из Японии сняли движения одиночных молекул на видео с частотой 1600 кадров в секунду.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
22 февраля
РНФ

Ученые показали, что экстремальный подъем уровня Каспийского моря на десятки метров, произошедший 18-13 тысяч лет назад и получивший название «Великая Хвалынская трансгрессия», мог быть вызван, вопреки существующим гипотезам, не таянием ледника, а естественными изменениями палеоклимата. Оказалось, что из-за холодного климата того периода обширные территории, с которых собирали воду впадающие в Каспий реки, были покрыты многолетней мерзлотой. В результате массы дождевых и талых вод почти не впитывались в мерзлые грунты и стекали в море, испарение с поверхности которого было небольшим. Все эти факторы привели к повышению уровня Каспия и увеличению площади моря более чем вдвое по сравнению с современным. Полученные данные помогут уточнить представления о масштабе колебаний уровня Каспийского моря при изменении климата.

Сегодня, 08:56
Михаил Орлов

Змеи — широко распространенные и разнообразные рептилии, которые очень близки ящерицам и в ходе эволюции произошли именно от них. Среди более четырех тысяч видов змей есть жители почти всех континентов и крупных островов, освоившие самые разнообразные экологические ниши и способные питаться почти кем угодно. Авторы новой статьи в Science проанализировали геномы более тысячи видов чешуйчатых (змей и ящериц), данные об их рационе и объяснили, как возникло уникальное разнообразие змей.

Позавчера, 11:23
Полина

Многие родители стремятся отдать детей в двуязычную школу, чтобы те развивались лучше и быстрее. Однако такое образование способно даже навредить ребенку, показало исследование.

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

22 февраля
РНФ

Ученые показали, что экстремальный подъем уровня Каспийского моря на десятки метров, произошедший 18-13 тысяч лет назад и получивший название «Великая Хвалынская трансгрессия», мог быть вызван, вопреки существующим гипотезам, не таянием ледника, а естественными изменениями палеоклимата. Оказалось, что из-за холодного климата того периода обширные территории, с которых собирали воду впадающие в Каспий реки, были покрыты многолетней мерзлотой. В результате массы дождевых и талых вод почти не впитывались в мерзлые грунты и стекали в море, испарение с поверхности которого было небольшим. Все эти факторы привели к повышению уровня Каспия и увеличению площади моря более чем вдвое по сравнению с современным. Полученные данные помогут уточнить представления о масштабе колебаний уровня Каспийского моря при изменении климата.

21 февраля
Ольга Иванова

Канадские исследователи изучили поведение приматов в естественной среде обитания и пришли к выводу, что те из них, кто имеет врожденные аномалии или покалечен в процессе жизни, вполне неплохо адаптируются к своим недостаткам. Они не только выживают, но и размножаются. Более того, им активно помогают сородичи.

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

1 февраля
Андрей

Канадские исследователи изучили состав пород, вышедших на поверхность при появлении первых континентов. По итогам анализа выяснилось, что новая земная кора возникла не в результате движения тектонических плит, а из-за процессов в океанических плато молодой Земли.

15 февраля
Дарья Губина

Титан — самый органически богатый спутник с глобальным океаном в Солнечной системе. И все же, сопоставив строение его поверхности с интенсивностью падения метеоритов, ученые пришли к выводу, что в океане спутника Сатурна вряд ли хватает элементов для жизни.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: