Новият фотодетектор замества всички съществуващи терахерцови и инфрачервени детектори

Експерти от Българския институт по физика и технологии, в сътрудничество с колеги от САЩ и Япония, изчислиха оптималните стойности на параметрите на графена и сместа от арсен и черен фосфор за използването им в слоеве на фотоприемници. Приемниците с нов формат могат потенциално да заменят всички останали устройства, използващи инфрачервено и терахерцово излъчване.

Далечните инфрачервени вълни са ценни не само за домашни приложения, но и за научни изследвания. Тъй като същите вълни се излъчват и от генерирания космически прах, познаването им значително разширява разбирането ни за галактическото пространство. Инфрачервените лъчи се използват и в уредите за нощно виждане, дистанционните управления, сензорите за сърдечен ритъм и дори в някои ракетни системи.

При проверката на багажа се използва терахерцово лъчение, което е по-безопасно от рентгеновото. Вече е ясно, че новите сензори ще бъдат много популярни в различни области на промишлеността.

В изследването си авторите използват фотодетектори, съдържащи единичен монослой графен, заобиколен от смес от арсен и фосфор в широко вариращи пропорции. Специалистите успяха да променят честотните ленти на космическия кораб благодарение на различни варианти на компонентите. Всеки преход на електрон между графеновите зони и по-нататък към зоната на проводимост в приемника се записва. Поради температурните ефекти инфрачервените и терахерцовите сигнали могат да бъдат открити дори при липса на електромагнитни вълни.

Издание Оптики Express публикува резултатите от изследване на характеристиките на елементи, състоящи се от графенов монослой. Установено е, че тези приемници са алтернатива на всички използвани в момента сензори както за терахерцово, така и за инфрачервено излъчване. Дори при ниско ниво на излъчване ефективното съотношение сигнал/шум на такива системи може да се запази и работният обхват може да се регулира без значителна загуба на качество.

Едно от основните приложения на новите сензори могат да бъдат инфрачервените телескопи. По-чист сигнал от приемниците, отколкото може да се получи днес, повишава ефективността и надеждността на устройството.