Физики разработали фотодетектор с квантовой эффективностью свыше 100%
Невероятного результата удалось достичь благодаря уникальным кремниевым наноструктурам, которые запускают «процесс размножения носителей заряда».
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.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Британские палеонтологи установили, что самый первый окаменелый фрагмент динозавра, когда-либо найденный в Антарктиде, принадлежал титанозавру. Эта группа длинношеих ящеров-завроподов включает в себя самых огромных сухопутных существ, когда-либо ходивших по земле.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
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.
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
Последние комментарии