Алмазные нанопроводники против жары и света

11.07.2025

Фотодетекторы играют важную роль в самых разных отраслях - от астрономии до оборонных систем. Однако экстремальные условия, в частности высокая температура и интенсивное солнечное излучение, существенно ограничивают возможности их применения. Китайские ученые нашли способ обойти эти ограничения, представив новаторскую конструкцию, способную работать там, где другие датчики выходят из строя.

Команда исследователей под руководством профессора Донмина Суна разработала принципиально новый тип солнечно-слепого ультрафиолетового фотодетектора, основанный на монокристаллических алмазных нанопроводниках с встроенными наночастицами платины. По словам ученых, подобное сочетание материалов и структурных решений открывает перспективы для использования устройства в условиях, ранее считавшихся слишком суровыми.

Одной из причин уникальной устойчивости и высокой чувствительности стала синергия сразу нескольких физических эффектов. Среди них - одномерная геометрия нанопроводников, наличие глубоких дефектов в кристаллической решетке, плазмонный резонанс, вызванный платиновыми наночастицами, и формирование переходов Шоттки на границе Pt/алмаз. Эта совокупность характеристик позволяет устройству эффективно фиксировать коротковолновое УФ-излучение даже при температурах, близких к 300 °C.

На практике это означает, что при длине волны 220 нм и комнатной температуре фоточувствительность устройства составляет 68,5 А/Вт. Однако при нагреве до 275 °C чувствительность возрастает до рекордных 3098,7 А/Вт, что в десятки и даже тысячи раз превышает показатели классических фотодетекторов на базе алмаза. При этом стабильность устройства сохраняется даже после суток непрерывного нагрева и трехмесячного хранения в обычных атмосферных условиях.

Технология изготовления этих фоточувствительных нанопроводников включает несколько стадий: осаждение платиновой пленки, ее отжиг, гомоэпитаксиальный рост алмаза и инкапсуляцию наночастиц в кристаллическую структуру. Такой подход позволяет добиться высокой однородности и качества материала, необходимого для стабильной работы и высокой производительности.

Как объясняют ученые, наночастицы платины усиливают чувствительность фотодетектора за счет возбуждения поверхностного плазмонного резонанса. Переходы Шоттки дополнительно способствуют разделению носителей заряда, обеспечивая эффективность, которую не могут предложить традиционные материалы. Таким образом, наноструктурированный алмаз оказывается не только прочным, но и интеллектуальным материалом, способным взаимодействовать с УФ-излучением особым образом.

В будущем команда планирует экспериментировать с другими типами металлических вставок, а также адаптировать технологию под гибкие устройства, что может привести к появлению носимых фотодетекторов нового поколения.

<< Назад: Спорт помогает организму бороться с раком 11.07.2025

>> Вперед: Найти нестандартное решение поможет дневной сон 10.07.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Накладные ногти iPolish с управление цветом через смартфон 13.01.2026

Американская компания iPolish представила уникальные акриловые накладные ногти, способные мгновенно менять цвет под управлением смартфона, что открывает новые возможности для самовыражения и индивидуального стиля. Для работы устройства пользователю необходимо предварительно зарядить специальный контроллер и подключить его к мобильному телефону. Управление оттенком осуществляется через приложение, синхронизированное с контроллером. После выбора нужного цвета кончик ногтя подносят к модулю, который отправляет кратковременный электрический импульс, запускающий изменение окраски поверхности. Производитель пока не раскрывает подробностей электрохимического механизма, лежащего в основе технологии, однако отмечает, что перекраска одного ногтя занимает около пяти секунд. Такой подход позволяет мгновенно изменять внешний вид ногтей, что делает маникюр более гибким и адаптивным к повседневным условиям. Каждый ноготь поддерживает до 400 различных оттенков и позволяет многократно менять ц ...>>

Моноблок Lenovo ThinkCentre X AIO 12.01.2026

Компания Lenovo представила новый моноблок ThinkCentre X AIO, который отличается нестандартным форм-фактором и ориентирован на профессиональных пользователей. Информацию об анонсе опубликовал портал Gizmochina. Новинка оснащена 27,6-дюймовой IPS-матрицей с разрешением 2560 x 2880 пикселей. Соотношение сторон экрана составляет 16:18, что делает его почти квадратным. По словам производителя, такой формат позволяет одновременно отображать две страницы формата А4, что особенно удобно при работе с текстовыми документами, таблицами, программным кодом или дизайнерскими проектами. Экран имеет стандартную частоту обновления 60 Гц и время отклика 14 мс. Максимальная яркость достигает 300 нит, контрастность составляет 1000:1, а охват цветового пространства достигает 98% по стандарту DCI-P3. Эти характеристики обеспечивают четкое изображение и точную цветопередачу, что важно для профессионалов в области дизайна и обработки контента. Аппаратная платформа моноблока базируется на мобильных п ...>>

Случайная новость из Архива На Энцеладе найдены все химические ингредиенты жизни 25.12.2022 В океане спутника Сатурна был обнаружен фосфор, ключевой компонент молекул ДНК и РНК. Теперь известно, что на Энцеладе есть все базовые элементы, входящие в состав биомолекул - все, необходимое для появления жизни. Энцелад - один из крупных спутников Сатурна. Его поверхность покрывает толстый слой льда, из разломов которого время от времени выбиваются гейзеры, указывающие, что там, на глубине, достаточно большой океан жидкой воды. Это делает Энцелад одним из самых многообещающих мест для поиска внеземной жизни. Такую возможность указывает и анализ его воды. В ней появляются и метан, и более сложные органические молекулы. За годы исследований в гейзерах Энцелада были найдены соединения водорода и кислорода, углерода, азота и серы - практически всех ингредиентов, входящих в состав биомолекул. А недавно к этому списку добавился и последний элемент, фосфор, служащий ключевым компонентом нуклеиновых кислот. Об этом сообщил Ясухито Секине (Yasuhito Sekine), выступивший на прошедшей недавно в Чикаго встрече Американского геофизического общества (AGU). Секине и его коллеги из Токийского технологического института использовали данные зонда Кассини. Работая в системе Сатурна, аппарат собрал информацию о химическом составе не только планеты и спутников, но и ее блестящих колец. В этом случае ученых интересовали вещества кольца Е, куда попадает вещество, выброшенное гейзерами Энцелада. Среди них оказались частицы, исключительно богатые фосфатом натрия. Судя по их количеству, подледный океан на спутнике может содержать это вещество в концентрации от одного до 20 миллимолов, что на порядки больше, чем в океанах Земли, где фосфор - элемент крайне дефицитный и востребованный. Авторы работы предполагают, что на Энцеладе он попадает в воду со дна, при растворении в ней апатитов, которые в изобилии встречаются в составе некоторых метеоритов, а значит - были и в ранней Солнечной системе, когда формировался спутник. Находка делает Энцелад еще более увлекательным и многообещающим местом с точки зрения поиска следов внеземной жизни. Возможно, это ускорит работу над такими проектами, включая миссию ESA, пока запланированную к запуску только после 2035 года.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026