Исследователям удалось оптимизировать состав полупроводникового материала — арсенида индия-галлия (InGaAs), который используется в инфракрасных фотоприемниках. Ранее такие датчики работали только в ближнем ИК-диапазоне (0,9–1,7 мкм), но благодаря увеличению доли индия в кристаллах чувствительность удалось расширить до 2,65 мкм — почти до границы среднего инфракрасного диапазона.
«Мы разработали технологию, которая позволяет создавать кристаллы InGaAs с рекордным содержанием индия. Это не только существенно расширяет рабочий диапазон детекторов, но и сохраняет их совместимость с существующими производственными процессами. Благодаря этому наши разработки могут быстро выйти на рынок и составить конкуренцию зарубежным аналогам», – сказал заведующий лабораторией перспективных гетероструктур СВЧ микроэлектроники Алферовского университета Максим Соболев.
Главной сложностью при создании таких кристаллов была высокая плотность дефектов, но ученые смогли решить эту проблему, используя уникальное оборудование для выращивания полупроводников, находящееся в Алфероском университете. В сотрудничестве с промышленными партнерами им удалось создать фотодиоды, характеристики которых соответствуют лучшим мировым образцам.
Новые датчики найдут применение в самых разных областях — от систем ночного видения до экологического мониторинга. Как отметила младший научный сотрудник лаборатории Елена Василькова, расширенный диапазон чувствительности позволит приборам ночного видения получать более детализированное изображение, комбинируя данные от отраженного света и теплового излучения объектов.
Это особенно важно в сложных условиях — например, при полной облачности или высокой влажности. Кроме того, разработка открывает возможности для создания высокочувствительных газовых сенсоров, способных точно измерять концентрацию парниковых газов, таких как метан и углекислый газ, что крайне важно для контроля выбросов и решения экологических задач.
Исследования и разработка выполнены при поддержке Российского научного фонда (РНФ) и Фонда содействия инновациям. Получен патент на полезную модель № RU 235230 U1.
Комментариев пока нет.