Все новости

Петербургские ученые получили новый материал для создания высокочувствительных детекторов

Материал также может стать дешевой заменой полупроводников, которые используются в телескопах, работающих в терагерцовом диапазоне

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 26 июня. /ТАСС/. Группа петербургских ученых, включая специалистов из университета ИТМО, получили новый микроскопический материал на основе висмута, оптические свойства которого могут стать основой для создания компактных и высокочувствительных детекторов, работающих в терагерцовом диапазоне. Об этом ТАСС в пятницу сообщили в пресс-службе вуза.

Терагерцовое излучение расположено на шкале электромагнитных волн между инфракрасным светом и микроволнами, излучаемыми, например, мобильными телефонами. Импульс такого излучения характеризуется высокой скоростью, хотя и является очень коротким. Такие свойства этого излучения ученые считают перспективными при разработке нового вида систем обработки информации.

"Петербургские физики впервые синтезировали гиперболический материал для терагерцового диапазона частот. Ученые решили взять за основу для нового материала висмут. Это объясняется тем, что материалы типа висмута относятся к полуметаллам и обладают малой шириной перекрытия валентной зоны и зоны проводимости, что важно для детектирующих устройств терагерцового диапазона частот", - говорится в материалах, предоставленных агентству пресс-службой вуза.

Как пояснили в пресс-службе, немногие материалы обладают гиперболическими свойствами. Благодаря ним, в частности, материал при терагерцовых частотах становится прозрачным диэлектриком (перестает проводить ток), либо, наоборот, становится проводником и поглощает излучение. Это позволяет ему взаимодействовать с излучением в терагерцовом диапазоне или становиться невидимым для него.

Получение материала

"Ученые решили вырастить кристаллическую структуру из висмута на подложке из молибдена. Для этого был выбран метод так называемого термического осаждения или напыления", - говорится в материалах пресс-службы.

В них отмечается, что искомый материал был получен с помощью специальной колбы, в которой находилась подложка из молибдена, а воздух был предварительно откачен. На подложку при температуре 270 градусов производилось напыление частичек висмута, которые пребывали в газообразном состоянии. После напыления образец выдерживался в течение получаса при температуре 250 градусов. Полученный материал после охлаждения представлял собой двухслойную структуру: толщина висмута составила от 10 до 100 нанометров, а самой пластины - 17 микрометров, это почти в пять раз тоньше волоса человека.

"Материал ведет себя как гиперболическая среда, причем именно в терагерцовом диапазоне частот, чего ранее никому на практике достичь не удалось. Такой метод намного проще и дешевле, нежели метод молекулярной эпитаксии, который нередко используется для создания многих полупроводниковых гетероструктур. Потенциально это значит, что устройства на основе нового материала будут дешевле, чем аналоги", - пояснили в пресс-службе.

Применение в электронике

Как отмечается в материалах пресс-службы, новый материал может служить основой для создания различных прототипов компактного и быстродействующего оборудования, например, детекторов, систем связи, зондирования и некоторых других.

"На базе терагерцовых детекторов с использованием материала можно сделать матрицу детекторов, которая может быть использована в системах безопасности аэропортов, вокзалов для сканирования вещей, а также для диагностики заболеваний", - рассказали в пресс-службе.

Еще одним важным направлением, где полученная двухслойная структура может найти применение, является покрытие, делающее объекты невидимыми для терагерцового излучения. Кроме того, материал может стать дешевой заменой полупроводников, которые используются в телескопах, работающих в терагерцовом диапазоне.

Как отметили в пресс-службе вуза, проект петербургских ученых был поддержан грантом Российского научного фонда.