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 металла индия в кристаллах, чувствительность удалось расширить до 2,65 мкм — почти до границы среднего инфракрасного диапазона.
Созданы первые в стране диоды для систем ночного видения и газовых анализаторов
Ученые из Санкт-Петербурга запатентовали первые в России фотодиоды ближнего инфракрасного диапазона, чувствительные к электромагнитному излучению. Это почти вдвое шире, чем у существующих отечественных аналогов.
Unsplash
Разработка позволит создать усовершенствованные приборы ночного видения и высокочувствительные газовые сенсоры.
Повышенная детализация и чувствительность: новые датчики для наблюдений в темноте
Диод для системы ночного видения и установка, на которой он был получен
«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», - отметил Максим Соболев, заведующий лабораторией перспективных гетероструктур СВЧ микроэлектроники Алферовского университета.
Главной сложностью при создании кристаллов стала высокая плотность дефектов, но ученые смогли решить эту проблему, использовав уникальное оборудование для выращивания полупроводников. В сотрудничестве с промышленными партнерами физикам из Алферовского университета удалось создать фотодиоды, характеристики которых соответствуют лучшим мировым образцам.
Оборудование для выращивания полупроводников
По словам исследователей, расширенный диапазон чувствительности позволит приборам ночного видения получать более детализированное изображение, комбинируя данные от отраженного света и теплового излучения объектов. Это особенно актуально при 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.