Показать меню
15 сен 15:15Политика

Новый сверхчувствительный фотодетектор сделан на основе дисульфида титана

Новый сверхчувствительный фотодетектор сделан на основе дисульфида титана

Ученые из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ и их коллеги из Самары, Индии и Саудовской Аравии разработали сверхчувствительный фотодетектор на основе нанослоев дисульфида титана. Этот новый для оптоэлектроники материал поглощает большую часть солнечного спектра и представляется перспективным не только для фотодетекторов, но и для новых фотокаталитических элементов. Результаты исследования опубликованы в Journal of Materials Research and Technology.

Фотодетекторы широко применяются в науке и телекоммуникациях. Благодаря быстрому росту оптоволоконных сетей большим спросом пользуются высокоскоростные и высокоэффективные фотодетекторы, работающие в широком диапазоне длин волн: от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного. Фотодетекторы инфракрасного диапазона используются для дистанционного измерения температуры, камер ночного видения, в астрономии, а также для устройств распознавания цели.

Обычно коммерческие фотодетекторы делают на основе полупроводников. Важные свойства фотодетекторов  —  рабочий диапазон, эффективность, чувствительность  —  зависят от ширины запрещенной зоны полупроводника, скорости и плотности носителей тока. Исследователи используют новейшие наноматериалы и наноструктуры для создания высокопроизводительных фотодетекторов. Ученые обратили внимание на слоистые кристаллы дисульфида титана (TiS2), которые, подобно пиролитическому графиту, могут быть расслоены вплоть до монослоя. Двумерные слоистые наноструктуры дихалькогенидов переходных металлов обладают уникальными электронными и оптоэлектронными свойствами. Эти материалы имеют преимущество перед графеном с точки зрения настройки ширины запрещенной зоны. Ранее в двумерных слоях TiS2 наблюдали возникновение тока при поглощении света. Совокупность этих свойств мотивировала ученых на разработку фотодетектора на основе нанослоев дисульфида титана. В отличие от ранее изученных двумерных аналогов, фотодетектор на нанослоях не требовал использования сложных и дорогостоящих техник изготовления.

(а) изображение  рабочей части фотодетектора, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа после выравнивания микрометровых нанослоев дисульфида титана между электродами. (b) принципиальная схема фотодетектора. Источник: Journal of Materials Research and Technology

Физики синтезировали нанокристаллы дисульфида титана методом химического газового транспорта, после чего эти слоистые нанокристаллы были ориентированы на рабочей поверхности фотодетектора с использованием техники диэлектрофореза. Ученые детально изучили характеристики фотодетектора, освещая его светодиодными лампами на разных длинах волн с разной плотностью мощности излучения.

«Созданный нами фотодетектор показал себя стабильным сверхчувствительным устройством с широким рабочим диапазоном. Мы можем сказать, что нанолисты TiS2 могут быть использованы в качестве превосходного материала для оптоэлектронных устройств будущего»,  —  прокомментировал результаты исследования доктор Прабхаш Мишра.

Директор Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ Валентин Волков резюмировал: «Мы также обнаружили, что разработанный материал может поглощать свет даже в дальнем инфракрасном диапазоне. Солнечный спектр почти на 43 % состоит из инфракрасного излучения. Обычно используются материалы с широкой запрещенной зоной, которые поглощают свет только в видимой области, а большая часть энергии в инфракрасной области остается неиспользованной. Нанолисты дисульфида титана могут использоваться в качестве эффективного фотокаталитического материала в ИК-области спектра — например, в реакции фотокатализа для очистки воды».

Автор: По материалам: polit
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Лента новостей
Это фиаско: на немецком ТВ показали «результаты экзит-полов» за два дня до выборов (ВИДЕО)14:00Большая чистка? В правительстве Крыма готовятся новые отставки12:00Это Украина: голый «тарзан» разбил бутылку о голову незнакомца (ВИДЕО 18+)10:00Мир стремительно меняется: Байден распотрошил американского «голубя мира»07:00Испанский стыд: Мадрид пытается облапошить партнёров по Евросоюзу06:51Китаец выпил полтора литра кока-колы и умер03:51Похитители вернули украденные медали теннисистке Елене Весниной вместе с извинениями01:00В ДНР ужесточили карантинные меры в связи с ростом заболеваемости COVID-1921:00Стоимость угля в Европе бьёт рекорды19:34Цены на нефть выросли до максимума за 3 года16:51В Diablo II: Resurrected добавят поддержку DLSS после релиза15:34Предками «Великана из Сегорбе» были как европейцы, так и африканцы15:10Провал украинской спецоперации на границе с Россией: задержанный иностранец дал показания (ВИДЕО)15:00Власти Украины заявляют о готовности к отопительному сезону14:00Возраст человеческих следов, найденных в США, превышает 20 тысяч лет11:58Число погибших на Эльбрусе увеличилось, стали известны подробности трагедии11:51Ученые рассказали, почему собаки виляют хвостом, и что они этим хотят сказать09:34"Дельта" штамм COVID-19 стал сильнее и вытеснил другие мутации коронавируса, — ВОЗ08:51Почему Эрдоган хамит России в ООН — мнение08:17Встреча Путина и Зеленского: мечты Киева и позиция жёсткая Москвы04:51