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:

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Наушники Soundcore Space 2 09.03.2026

Современные пользователи все чаще ищут универсальные наушники, способные сочетать высокое качество звука, комфорт при длительном ношении и длительное время автономной работы. На выставке MWC 2026 компания Anker представила новую модель полноразмерных беспроводных наушников Soundcore Space 2, которая нацелена как на повседневное использование, так и на путешествия, предлагая обновленный дизайн и расширенные технические возможности по сравнению с предыдущей версией. Новинка получила более плавные линии чаш и легкий корпус весом 261 грамм, что обеспечивает комфорт даже при длительном прослушивании музыки. Для улучшения посадки и удобства производитель использовал мягкую пену с эффектом памяти, а эргономика наушников была протестирована на более чем 2000 профилях головы, что позволило достичь оптимального прилегания для большинства пользователей. Soundcore Space 2 будут доступны в трех цветовых вариантах: кремовый белый (Cream White), угольно-черный (Jet Black) и шалфейно-зеленый (Sa ...>>

Ритм сердца влияет на восприятие и чувства 08.03.2026

Связь между сердцем и мозгом выходит далеко за пределы привычного представления о том, что сердце просто качает кровь. Новые исследования показывают, что сердечный ритм способен прямо влиять на восприятие внешнего мира и на эмоциональное состояние человека, открывая уникальный диалог между физиологией и сознанием. Работа сердца делится на две основные фазы: систолу и диастолу. Во время систолы сердечная мышца сокращается и выталкивает кровь в сосуды, а при диастоле сердце расслабляется, позволяя крови вернуться внутрь. Хотя мозг не управляет каждой конкретной фазой сокращений, он регулирует частоту сердечных сокращений в зависимости от состояния организма: в стрессовой ситуации пульс учащается, а в спокойном состоянии снижается. Однако взаимодействие между сердцем и мозгом двустороннее: мозг реагирует на сигналы от сердца так же, как сердце откликается на команды мозга. Международная группа исследователей проанализировала мозговую активность в зависимости от сердечного цикла. Они ...>>

Молекулы ДНК как новые носители данных 08.03.2026

С ростом объемов цифровой информации ученые ищут новые методы хранения данных, способные сочетать высокую плотность, долговечность и энергоэффективность. Одним из самых перспективных направлений становится использование молекул ДНК - естественного носителя генетической информации, который способен сохранять данные в течение тысяч лет при подходящих условиях. Недавние исследования показывают, что ДНК может стать не только архивом, но и полноценным перезаписываемым носителем информации. Исследователи из Университета Миссури создали систему, позволяющую записывать, стирать и повторно записывать данные в молекулах ДНК. Ранее ДНК использовалась в основном для долговременного архивирования информации, что делало носитель одноразовым. Новый подход превращает молекулярный носитель в полноценный цифровой накопитель с возможностью редактирования содержимого. Принцип работы устройства основан на естественном "языке" ДНК: в отличие от обычных компьютеров, где данные кодируются последовательн ...>>

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Случайная новость из Архива Солнечные станции для подзарядки смартфонов 10.07.2013 Американский оператор AT&T показал всем своим конкурентам, что такое забота о клиентах: он инициировал проект по установке на улицах и в парках Нью-Йорка специальных станций для подзарядки мобильных устройств. Несколько станций уже установлено, и до конца года их количество увеличится в несколько раз. Помощь в осуществлении задуманного AT&T оказывает компания Goal Zero, которая занимается производством солнечных батарей. Дизайн станций разработала студия Brooklyn Design Film, и называются они Street Charge. Street Charge - это отличный пример пользы от зеленых технологий - энергия солнца перетекает прямо в АКБ смартфонов и прочих мобильных устройств, а стильный внешний вид станций лишь украшает улицы Нью-Йорка. Каждая станция Street Charge укомплектована тремя солнечными панелями со встроенными аккумуляторами. К ним можно подключать устройства с входами miniUSB и microUSB, а также гаджеты от Apple с их проприетарными интерфейсами. Есть также и три обычных USB-порта, если вдруг у кого-то с собой окажется кабель от зарядного устройства. Аккумуляторы в Street Charge нужны для работы станции в пасмурную погоду и темное время суток. AT&T рекомендует использовать Street Charge для экстренной подзарядки мобильника или планшета, чтобы не стоять у станции часами для максимального восполнения заряда АКБ.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026