• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
17.08.2020
Денис Гордеев
4 422

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
Позавчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Позавчера, 15:33
Михаил Орлов

В контексте изменений климата обычно говорят о таянии ледников, однако ученые отмечают, что некоторые крупные скопления льда на Антарктическом полуострове за последние 20 лет заметно выросли. Причиной могут быть изменения атмосферной циркуляции и перераспределение массы антарктических льдов ближе к берегу.

6 часов назад
Александр Березин

В недавней работе американских исследователей утверждается, что со временем любая быстрорастущая цивилизация заканчивает коллапсом. Это объясняло бы известный парадокс Ферми — то есть отсутствие следов внеземных цивилизаций. Однако история человечества показывает, что реальная картина, пожалуй, будет посложнее. Более реальное объяснение парадокса Ферми в свое время предложил его настоящий автор Константин Циолковский. Но верно ли и оно, мы узнаем только после открытия первой внеземной цивилизации. Naked Science решил разобраться в этом вопросе.

Позавчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

20 мая
Мария Азарова

Ученые предупреждают: поскольку вес современных комбайнов и прочей сельхозтехники сегодня приближается к весу самых крупных животных, когда-либо бродивших по Земле, возникает парадокс уплотнения грунта.

22 мая
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

28 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования составили таблицу ожидаемой продолжительностью жизни для собак 18 чистокровных пород и метисов. Кроме того, они узнали, кто живет дольше — суки или кобели, кастрированные или нет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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: