Ученые из НИТУ МИСИС совместно с коллегами разработали конструкцию интегрально-оптических детекторов, которые способны обнаруживать даже очень слабые инфракрасные сигналы — в 100 миллионов раз быстрее, чем аналогичные устройства. Такие датчики могут использоваться в разных сферах: от астрономических наблюдений до медицины и телекоммуникаций.
Фотонные интегральные схемы служат для преобразования оптического излучения (чаще всего инфракрасного) в электрические сигналы. Новая разработка использует для этого пленки из углеродных нанотрубок.
Частотный диапазон работы болометра указывает на скорость отслеживания нагрева пленки, который вызван поглощением инфракрасного излучения. Новый детектор оперирует на частоте 1 ГГц, что превосходит аналогичные устройства на нанотрубках, продемонстрированные ранее, почти в 100 млн раз и может обеспечивать высокую скорость обработки данных в фотонной интегральной схеме нитрида кремния. Разработанная нами технология покрытия фотонных чипов нанотрубками позволяет решить одну из главных проблем интегрально-оптических схем — создавать недорогие и компактные детекторы на оптических волноводах.
Пленки из углеродных нанотрубок делают более простой сборку датчиков под разные задачи. Они могут крепиться к любым материалам, включая прозрачные подложки для смартфонов. В этом их отличие от классических аналогов, где приходится выращивать кристаллы или осаждать вещество из газа. При использовании пленок не требуется дополнительных химикатов. В то же время можно регулировать параметры роста углеродных нанотрубок для изменения характеристик датчиков.
Авторы разработки отмечают, что им удалось с помощью дополнительных механизмов обойти ограничение датчиков, которое заключается в снижении скорости детектирования при росте чувствительности. Уникальные свойства нанотрубок обеспечивают высокое быстродействие устройств с новой технологией: у них высокая электро- и теплопроводность при низкой теплоемкости.
Ранее мы рассказывали об умных контактных линзах с системой дополненной реальности.
