Ученые 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 разработали способ улучшения чувствительности ультрафиолетовых фотодетекторов в 22 раза
-
Снимок поверхности гибридной наноструктуры (слой GaN, серебряные нитевидные нанокристаллы и золотые наночастицы), полученный с помощью электронного микроскопа. Изображение взято из журнала Materials Science in Semiconductor Processing -
Снимок фотодетектора с электродами, полученный с помощью оптического микроскопа. Изображение взято из журнала Materials Science in Semiconductor Processing
>
Физики 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 в составе научного коллектива изучили механизм повышения эффективности ультрафиолетовых фотодетекторов. Ученым удалось улучшить чувствительность таких приборов в 11 и 22 раза — в зависимости от используемого металла. Исследование поможет в разработке высокочувствительных детекторов для оптоэлектроники, медицины и промышленности.
Ультрафиолетовые фотодетекторы широко применяются в?экологическом и?биологическом мониторинге, медицине, а?также оптоэлектронике. Они?позволяют отслеживать процессы, происходящие под воздействием УФ?излучения, преобразуя его?в?электрический сигнал. Например, при?помощи таких?приборов ученые могут обнаружить озоновые дыры.
Результаты исследования опубликованы в?научном журнале Materials Science in?Semiconductor Processing.
В?последние годы, по?словам исследователей, растет спрос на?высокопроизводительные ультрафиолетовые фотодетекторы, которые отличаются высокой чувствительностью, надежностью, быстрым и?узкополосным откликом. Последняя характеристика предполагает выделение только одной спектральной линии из?всего спектра входного сигнала, что?позволяет уменьшить влияние лишних факторов, а?значит, улучшить точность результатов проводимых исследований. Это?особенно важно в?оптической связи, биофотонике и?в?других сферах.
Физики Санкт?Петербургского университета нашли способ улучшения фотодетекторов при?помощи нитрида галлия (GaN). Этот?полупроводниковый материал обладает высокой проводимостью и?устойчивостью к?температурам, поэтому его?часто используют в?электронике для?повышения эффективности устройств и?других задач. При?создании узкополосных ультрафиолетовых фотодетекторов слои GaN полезны благодаря их?широкой запрещенной зоне, высокой подвижности электронов, термической и?химической стабильности.
Лаборатория новых полупроводниковых материалов для?квантовой информатики и?телекоммуникаций 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 занимается созданием новых полупроводниковых наноструктур, которые могут быть использованы в?разных сферах деятельности. Ранее исследователи лаборатории объяснили механизм формирования материалов для?нового поколения оптоэлектронных устройств. Все эти?достижения?— продолжение работы по?совершенствованию квантовых технологий для?микроэлектроники, заложенной выпускником 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入, нобелевским лауреатом по?химии Алексеем Екимовым.
Ученые обнаружили, что?еще одним успешным подходом является увеличение поглощения света за?счет плазмонных эффектов?— колебания свободных электронов в?металлах или полупроводниках. По?словам физиков 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入, наноструктуры благородных металлов обладают уникальной способностью концентрировать световую энергию в?наномасштабе за?счет возбуждения поверхностных плазмонов. Именно поэтому для?экспериментов исследователи выбрали серебро и?золото.
?Мы?уже много лет занимаемся синтезом, исследованием свойств и?созданием прототипов приборов на?основе нитрида галлия, причем в?разной его?форме: тонкие пленки или слои и?нитевидные нанокристаллы. Нам удалось увеличить эффективность ультрафиолетовых фотодетекторов на?основе слоев нитрида галлия с?помощью серебряных нитевидных нанокристаллов в?11?раз, а?дополнительное нанесение золота позволило увеличить чувствительность еще вдвое, то?есть уже в?22?раза по?сравнению с?изначальным показателем?,?— объяснил руководитель лаборатории новых полупроводниковых материалов для?квантовой информатики и?телекоммуникаций 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Родион Резник.
В?работе над исследованием принимали участие: лаборатория новых полупроводниковых материалов для?квантовой информатики и?телекоммуникаций 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入, Санкт?Петербургский национальный исследовательский Академический университет имени Ж.?И.?Алфёрова РАН, Институт аналитического приборостроения РАН, Московский центр перспективных исследований.
При?работе с?серебряными нанокристаллами ученые смогли увеличить фотоответ, но?выяснили, что?в?дальнейшем использование серебра может привести к?снижению чувствительности фотодетектора из?за затенения слоя GaN. Это?подтвердили методом численного моделирования. Финального результата помогло добиться нанесение золота.
Разработанный исследователями подход открывает путь к?изготовлению гибридных полупроводниково?металлических структур. Они?позволят создать высокочувствительные ультрафиолетовые фотодетекторы. Подход, предложенный физиками, задействует доступные методы изготовления.
Санкт?Петербургский государственный университет?— старейший университет России?— был основан 28?января (8?февраля) 1724?года, когда Петр I?издал указ об?учреждении Университета и?Российской академии наук. Сегодня 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?— один из?крупнейших научно?образовательных центров. Здесь учатся более 20?тысяч студентов, созданы более 15?крупных лабораторий и?23?ресурсных центра, входящих в?ведущий Научный парк страны. 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入ники Университета неоднократно становились лауреатами Нобелевской и?Филдсовской премий.
С?недавних пор Северная столица официально отмечает новый праздник?— День Санкт?Петербургского государственного университета, внесенный в?закон Санкт?Петербурга ?О?праздниках и?памятных датах в?Санкт?Петербурге?.
В?феврале 2025?года?состоялась торжественная церемония, в?ходе которой космонавты ?Роскосмоса? передали Университету флаг ?300 лет 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?, проделавший путь до?Международной космической станции и?обратно.