Фотосенсор из Графена с невероятной чуствительностью

Исследовательская гриппа научных сотрудников во главе с Ван Цицзе (Wang Qijie) из Наньянского технологического университета города Сингапур, обнародовала всеобщему обозрению свою новую разработку на основе, нового перспективного материалов графена — фотодетектор.

Он по всем параметрам превосходи тнынешние CMOP- и PZS-сенсоры, примернов 1000 раз более чувствителенк свету, чем созданные ранее экспериментальные графеновые фотодетекторы, потребляетв 10 раз меньше энергиии в 5 раз дешевле при условии массового производства, чем современные КМОП-матрицы, Но до промышленного производства подобных фотосенсоров ищет достаточно далеко.

Графен — углеродная плёнка толщиной в один атом. Один квадратный метр материала весит всего 0,77 миллиграмма. Материал отличается тем, что имеет запрещённую зону энергии равную нулю, благодаря этому способен поглощать фотоны любой энергии.Более того, графенпри поглощении одиночного фотона преобразует его сразу в несколько электронов . Эти качества материала и позволяет сделать на его основе фотодетектор высокой чувствительности.

Новый графеновый фотосенсорс в 1000 раз чувствительнее к свету, чем дешёвые сенсоры из современных компактных камер (мыльниц), сообщается в пресс-релизе на сайте университета. А от на сколько они лучше чем дорогие профессиональные фотосенсори? Как всегда умалчивается, но боюсь предложить что цифра преимущиства будет значительно меньше. Более того, графеновый сенсор потребляет на порядок меньше энергии, поскольку требует меньшего электрического напряжения.
В конце концов, сенсоры нового типа будут примернов пять раз дешевле современных CMOP-матриц. Для их производства не придётся кардинально менять техпроцесс, потомучто они изначально создавались для изготовленияна нынешних конвейерах по штамповке CMOP-матриц. Потребуется только небольшая модернизация техпроцесса в связи с заменой основного материала в светочувствительном слое. А от маркетинг как всегда сиграет свою плохую роль в ценообразовании на новые графеновые фотосенсоры, и покрайнимери на первых порах, цена будет в несколько раз больше.

Процесс изготовления устройства: (a) одиночныйслой графенамеханически наслаиваетсяна 285-нанометровуюподложку SiO2/Si; (b) из графенового фотодетектора делают полевой транзистор: добавляют исток и сток из Ti/Au (20 нм/80нм), сделанных методом фотолитографии, на обратной стороне подложки изготавливают затвор; (с) на поверхность графена наносится нанометровый «жертвенный» слой титана методом электронно-лучевого испарения; (d) «жертвенный» слой титана удаляется с помощью влажного травления, после чегона подложке из кремния может быть сформирована решётка с квантовыми точками различного размера, в зависимости от толщины слоя титана.

Графеновая нано решётка регистрирует фотоны для всего спектра видимого света, а также для инфракрасного излучения ближнего и среднего диапазонов. Таким образом, новые сенсоры пригодны не только для обычных цифровых камер, но также для видеокамер наружного наблюдения , инфракрасных камер, дорожных камер, спутниковой фото съёмки и т.д.

Увеличение светочувствительности в тысячу раз позволит полностью отказаться от использования фото вспышек. Даже лунного света должно быть достаточно для получения качественного насыщенного изображения. Возможно, сенсор сможет регистрировать свечение тел, излучение которых раньше вообще не регистрировалось приборами. Но все это лишь догадки и проявы нашей бурной фантазии, а на практике сенсор попросту окажется немного лучше чем предшественники, нам же остаётся лишь ожидать первых коммерческих образцов чтоб проверить графе новый фотосенсор в деле, а именно съёмке фото и видео.




Follow

Get every new post delivered to your Inbox

Join other followers