2 октября 2026 г.
Российские ученые расширили диапазон германиевого фотодетектора до 3000 нм
Исследователи создали микрорельефный германиевый материал, который поглощает почти 96% ближнего и коротковолнового инфракрасного света. Экспериментальный фотодетектор работает в диапазоне от 800 до 3000 нм.
Российские исследователи разработали германиевый композит для инфракрасных датчиков и собрали на его основе экспериментальный фотодетектор. Устройство регистрирует излучение с длиной волны от 800 до 3000 нм, тогда как указанные авторами аналоги на основе германия работают в диапазоне до 2200 нм. Исследование поддержал Российский научный фонд, результаты опубликованы в Journal of Alloys and Compounds.
Микропирамиды сократили потери света
Над разработкой работали специалисты Института автоматики и процессов управления ДВО РАН, Института химии ДВО РАН и Института физики полупроводников имени А. В. Ржанова СО РАН.
Ученые поместили гладкую германиевую пластину в нагретую до 60 °C смесь серной кислоты и перекиси водорода. После химической реакции поверхность покрылась плотным массивом микроскопических пирамид. Такой рельеф удерживает падающий свет и уменьшает его отражение.
Дополнительное покрытие из германида магния позволило еще сильнее сократить оптические потери.
| Параметр | Результат |
|---|---|
| Отражение исходной пластины | около 40% |
| Отражение после текстурирования | 12% |
| Отражение после нанесения покрытия | 4,2% |
| Рабочий диапазон детектора | 800-3000 нм |
Полученный материал улавливает почти 96% ближнего и коротковолнового инфракрасного света. На телекоммуникационной длине волны 1550 нм авторы зафиксировали преобразование света в электрический сигнал с эффективностью 100%. Процесс занимает десятки микросекунд.
Где может применяться разработка
Инфракрасные датчики используют в оптоволоконной передаче данных, медицинской визуализации, бесконтактных термометрах, экологическом мониторинге и приборах ночного видения. Предложенный химический способ обработки может упростить производство детекторов, поскольку не требует сложного формирования микрорельефа.
Разработка пока остается исследовательским результатом. О серийном выпуске датчиков и испытаниях в готовых коммерческих системах не сообщается. Следующий этап работы включает оптимизацию верхнего электрического контакта. Ученые также планируют проверить, подойдет ли метод текстурирования для германиевых солнечных элементов.
Как использовать результаты в учебной работе
При подготовке реферата, курсовой или обзора по фотонике стоит разделять три показателя: отражение поверхности, долю поглощенного света и эффективность преобразования излучения в электрический сигнал. Эти величины описывают разные свойства устройства.
Числа из новости лучше сверять с исследовательской статьей, особенно при сравнении с другими фотодетекторами. В работе также следует указать экспериментальный статус устройства и не представлять предложенную технологию как уже внедренную в промышленное производство.
