МОСКВА, 28 августа Новый гибкий материал, реагирующий на инфракрасное излучение, разработали специалисты Самарского университета в рамках международной научной группы. По словам авторов, разработка найдет применение в медицинском и научном оборудовании, а также на космических аппаратах. Результаты представлены в журнале «Компьютерная оптика».
Фотоприемники предназначены для преобразования светового сигнала в электрический. Сегодня инфракрасные фотоприемники стали одним из ключевых компонентов многих устройств: их используют, например, в системах пожарной безопасности, фотоаппаратах и смартфонах, рассказали в Самарском национальном исследовательском университете имени академика С.П. Королева (Самарский университет).
Преобразование света в ток, по мнению специалистов, происходит за счет внутреннего фотоэффекта: концентрация электронов увеличивается при попадании света на так называемые чувствительные элементы. Коммерчески выпускаемые фотодетекторы обычно основаны на жестких и хрупких подложках, которые невозможно согнуть или сжать, что затрудняет их формовку.
< br />Известны также гибкие фотодетекторы. Их удобно размещать на поверхностях с различной геометрией, но большинство известных материалов для их изготовления могут обнаруживать только ограниченный диапазон длин волн. Этот недостаток препятствует их практическому применению, говорят эксперты.
Высокочувствительный гибкий фотоприемник на основе дисульфида титана (TiS2) с добавлением нитрата серебра (AgNO3) разработан специалистами Самарского университета совместно с Курчатовским институтом и учеными из Индии.
«»Ряд характеристик фотоприемника на основе TiS2-AgNO3 превосходят аналогичные параметры известных фотоприемников. Хорошо видно существенное влияние наночастиц нитрата серебра, диспергированных в объеме чувствительного материала фотоприемника, на его эффективность», — пояснил научный руководитель проекта, доцент Самарского университета Трипати Нишант.
Он отметил, что разработанный фотоприемник будет полезен в медицинской диагностике. В перспективе можно будет измерять концентрацию растворенного в крови кислорода и, как следствие, оценивать эффективность работы дыхательной, сердечно-сосудистой и кроветворной систем. Это необходимо для диагностики как при профилактике заболеваний органов дыхания, так и при их терапии.
Разработка, по мнению специалистов, найдет применение и в космосе. Например, большие сплошные площади гибких фотоприемников на космическом аппарате смогут определять состав газов, что критически важно для непрерывной оценки состояния бортовой атмосферы. Изготовление фотоприемников с целью размещения их на криволинейных поверхностях не потребует изменения технологии изготовления в каждом отдельном случае.
«Оборудование с ИК-детекторами способно измерять состав газа, отслеживая способность газа снижать интенсивность инфракрасного излучения», — рассказала один из авторов исследования, аспирантка Самарского университета Анастасия Рымжина.
Она добавила, что сейчас специалисты не только более детально изучают свойства созданного материала, но и разрабатывают новые фотоприемники.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда и контрактом с Министерством науки и высшего образования Российской Федерации в рамках научно-исследовательской работы лаборатории «Фотоника для умного дома и умного города». Часть работы выполнена в рамках программы «Приоритет-2030» национального проекта России «Наука и вузы», участником которого является Самарский университет.