Гибридный ИК-сенсор работает как тепловизор и фотоприемник одновременно

Команда исследователей, включающая специалистов НИТУ МИСИС, МПГУ, РКЦ и МИЭМ НИУ ВШЭ, совершила прорыв в области сенсорики. Им удалось создать инфракрасный детектор на базе теллурида свинца, который нарушает классические законы физики материалов. Уникальность чипа заключается в том, что он объединяет два принципиально разных способа «зрения» – фотоэлектрический и тепловой – внутри одного полупроводникового элемента.

Гибридный ИК-сенсор работает как тепловизор и фотоприемник одновременно

Традиционно инженеры сталкивались с выбором: либо использовать быстрый, но избирательный фотодиод, реагирующий только на конкретные длины волн (фотоны), либо применять пироэлектрические сенсоры, улавливающие общее тепло, но имеющие свои ограничения. Теллурид свинца считался классическим материалом с центром симметрии, где пироэффект невозможен по определению. Российские физики смогли обмануть природу: легирование кристалла индием и создание p-n-перехода сформировали внутреннее электрическое поле. Оно сдвинуло подрешетки ионов, локально уничтожив симметрию и открыв доступ к барьерному пироэлектрическому эффекту.

Теперь устройство работает в двух режимах без взаимных помех. При облучении волнами 2–5 мкм оно функционирует как стандартный фотодиод, генерируя пары электрон-дырка. Но стоит направить на него длинноволновое излучение от 10,6 мкм, как включается температурная зависимость диэлектрической проницаемости, позволяя регистрировать энергию ниже запрещенной зоны материала.

Экспериментальные образцы подтвердили стабильность в экстремальном холоде – от минус 233 до минус 83 градусов Цельсия. Как отметил заведующий лабораторией Вадим Ковалюк, это позволяет фиксировать излучение, которое раньше оставалось невидимым для стандартных датчиков. По словам главного научного сотрудника Григория Гольцмана, такая архитектура открывает путь к созданию компактных матричных сенсоров нового поколения для высокоточных тепловизоров, систем промышленного контроля и квантовых коммуникаций. Работа велась при поддержке Российского научного фонда.

Читайте также

Учёные раскрыли один из главных секретов высокотемпературной сверхпроводимости

Учёные раскрыли один из главных секретов высокотемпературной сверхпроводимости

Прошивка повышает ударопрочность композитов на 44%

Прошивка повышает ударопрочность композитов на 44%

OpenAI научила GPT переносить старые программы на современные языки с точностью до 97,9%

OpenAI научила GPT переносить старые программы на современные языки с точностью до 97,9%

ИИ научился прогнозировать выживаемость онкобольных по фотографии

ИИ научился прогнозировать выживаемость онкобольных по фотографии

Microsoft обвинили в превращении рабочего стола Windows 11 в рекламную площадку

Microsoft обвинили в превращении рабочего стола Windows 11 в рекламную площадку

Unitree представила UniUni — систему, которая позволяет управлять целой группой роботов с помощью ИИ

Unitree представила UniUni — систему, которая позволяет управлять целой группой роботов с помощью ИИ

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

Anthropic предложила закон, позволяющий блокировать опасные модели ИИ до их выпуска

Anthropic предложила закон, позволяющий блокировать опасные модели ИИ до их выпуска

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Физики научились удерживать антиматерию месяцами ради разгадки тайны Вселенной

Физики научились удерживать антиматерию месяцами ради разгадки тайны Вселенной

На Луну впервые отправят суперкомпьютер с искусственным интеллектом

На Луну впервые отправят суперкомпьютер с искусственным интеллектом

Физики воссоздали состояние материи первых мгновений после Большого взрыва

Физики воссоздали состояние материи первых мгновений после Большого взрыва

NASA раскрыло новые сроки высадки астронавтов на Луну: SpaceX и Blue Origin готовят посадочные модули

NASA раскрыло новые сроки высадки астронавтов на Луну: SpaceX и Blue Origin готовят посадочные модули