Теперь исследователи обнаружили способ использовать существующие полупроводники для обнаружения гораздо более широкого диапазона света, чем это возможно сейчас, в инфракрасном диапазоне. Команда надеется использовать эту технологию в детекторах, а также в улучшенных солнечных элементах, которые могут поглощать инфракрасный свет, а также видимые солнечные лучи.
«Эта технология также позволит разрабатывать двух- или многополосные детекторы, которые могут использоваться для уменьшения количества ложных срабатываний при идентификации, например, токсичных газов», — сказал Унил Перера, профессор физики в Университете штата Джорджия. Перера возглавляет исследовательскую лабораторию оптоэлектроники, членом которой также является автор и постдокторант Ян-Фэн Лао. В исследовательскую группу также вошли ученые из Лидского университета в Англии и Шанхайского университета Цзяо Тонг в Китае.Чтобы понять прорыв команды, важно понимать, как работают полупроводники.
По сути, полупроводник — это именно то, что подразумевает его название — материал, который будет проводить электромагнитный ток, но не всегда. Для движения этих электронов необходимо использовать внешний источник энергии.Но инфракрасный свет не несет много энергии и не вызывает реакции многих полупроводников. А без реакции обнаружить нечего.
До сих пор единственным решением было найти полупроводниковый материал, который реагировал бы на длинноволновый свет с низкой энергией, такой как инфракрасный спектр.Но вместо этого исследователи решили проблему, добавив к своему устройству еще один источник света. Дополнительный источник света наполняет полупроводник энергией, как будто протекает горячая вода по крышке банки, чтобы ослабить ее.
Когда проходит низкоэнергетический длинноволновый луч, он толкает материал сверху, вызывая заметную реакцию.Новое и улучшенное устройство может обнаруживать длины волн, по крайней мере, до диапазона 55 микрометров, тогда как раньше тот же детектор мог видеть только длины волн около 4 микрометров.
Команда провела моделирование, показывающее, что усовершенствованная версия устройства может обнаруживать длины волн до 100 микрометров.Эдмунд Линфилд, профессор терагерцовой электроники в Университете Лидса, чья команда создала полупроводники с рисунком, используемые в новой технике, сказал: «Это действительно захватывающий прорыв и открывает возможность изучить широкий спектр новых концепций устройств, в том числе многое другое. эффективные фотоэлектрические элементы и фотодетекторы ».
Перера и Лао подали заявку на патент США на конструкцию своего детектора.