УЗОР ИЗ НАНОРЕШЕТОК «НАУЧИЛ» КРЕМНИЙ ЧУВСТВОВАТЬ ПОЛЯРИЗАЦИЮ СВЕТА

НАУЧНАЯ РОССИЯ

22.01.2025 12:30

Ученые предложили простую, дешевую и легко масштабируемую технологию производства кремниевых фотодетекторов, чувствительных к поляризации света. Обычный кремний не «чувствует», поляризован ли свет, но благодаря наноразмерным решеткам, напечатанным на поверхности с помощью лазера, материал получил необходимую восприимчивость. Чувствительные к поляризации кремниевые фотодетекторы могут использоваться в медицинских приборах для визуализации живых тканей, а также для шифрования информации с помощью световых импульсов. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Surfaces and Interfaces.

Слева — обычный кремниевый фотодетектор (ФД-К-155); справа — разработанный авторами фотодетектор с напечатанной нанорешеткой, позволяющей чувствовать поляризацию падающего на него света. Источник: Александр Шевлягин

Кремний лежит в основе всей современной электроники, в том числе оптоэлектронных устройств — приборов, передающих, обрабатывающих и хранящих информацию с помощью света. Однако этот материал не способен различать, поляризован ли свет. Поляризация — это характеристика, которая отражает, как векторы (направления распространения) электрического и магнитного полей световой волны ориентированы в пространстве. Для примера, свет обычной лампы накаливания не поляризован, поскольку в этом случае векторы полей направлены во все стороны, но, если пропустить его через особую линзу — поляризатор, — от света «отсечется» часть разнонаправленных векторов. Эффект поляризации в фотографии позволяет избежать солнечных бликов, кроме того, он используется в устройствах для визуализации живых тканей, астрономических наблюдений и даже кодирования сигналов и шифрования с помощью света.

Для создания таких устройств на основе кремния нужно, чтобы материал стал чувствительным к поляризации, то есть смог «отличать» поляризованный свет от неполяризованного. Для этого с ограниченным успехом используют либо дорогие полупроводниковые материалы, либо дорогие методы литографии — избирательного создания на поверхности кремния чувствительных областей с помощью фотошаблонов.

Ученые из Института автоматики и процессов управления ДВО РАН (Владивосток) разработали простую и масштабируемую технологию для создания кремниевых устройств нового поколения, чувствительных к поляризованному свету.

Исследователи использовали в качестве заготовок для фотодетекторов коммерчески доступные кремниевые пластины. На их поверхности авторы лазером «напечатали» оптически неоднородные наноразмерные решетки, которые по-разному взаимодействовали со светом, а потому сделали материал чувствительным к поляризации.

Физики протестировали полученные фотодетекторы, направляя на них свет разных длин волн (500–1600 нанометров, то есть зеленый, желтый, оранжевый, красный и инфракрасный), а также поляризации (поляризованный или нет). Эксперимент показал, что кремниевые фотодетекторы различают поляризацию света в широком диапазоне длин волн — от 700 до 1100 нанометров, что соответствует красному и инфракрасному диапазонам. При этом эффективность улавливания ими падающего света составила 100%. Благодаря таким характеристикам фотодетекторы можно будет использовать в медицине для исследования живых тканей и препаратов, а также в составе более сложных высокоточных оптоэлектронных устройств.

Авторы подчеркивают, что такая технология может использоваться для обработки материалов с большой площадью и не требует дорогостоящего оборудования и токсичных химикатов, что упрощает ее внедрение в производство.

«Предложенную технологию можно использовать при создании высококонтрастных фотодетекторов для работы с медицинскими и биологическими препаратами и тканями. Также с помощью подхода можно адаптировать обычный кремниевый фотодетектор для работы в оптоволоконных линиях связи, которые обеспечивают интернет-соединение. Поскольку в основе разработки лежит кремниевая технология — хорошо известная и одна из самых "зрелых", — это значительно удешевит ее внедрение в практику и масштабирование. Наконец, разработанные фотодетекторы можно использовать в линиях передачи зашифрованной информации, поскольку поляризация света может служить дополнительным способом шифрования», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Юлия Бородаенко, первый автор работы, младший научный сотрудник лаборатории синхротронных методов изучения свойств новых функциональных наноматериалов оптоэлектроники, нанофотоники и тераностики Института автоматики и процессов управления ДВО РАН.

«В дальнейшем мы планируем оптимизировать параметры лазерной печати, чтобы еще больше повысить скорость формирования "рисунка" в соответствии с практическими требованиями и адаптировать эту технологию для работы с другими полупроводниковыми материалами, применяемыми в оптоэлектронике, например, с германием», — подводит итог участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Александр Шевлягин, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории синхротронных методов изучения свойств новых функциональных наноматериалов оптоэлектроники, нанофотоники и тераностики Института автоматики и процессов управления ДВО РАН

Информация и фото предоставлены пресс-службой Российского научного фонда.

Разместила Наталья Сафронова 

Источник: https://scientificrussia.ru/ar...

Существует абсолютное и безотказное оружие массового поражения, которое несравнимо более могущественное и эффективное, чем ядерное или любые иные виды оружия массового поражения, которые были созданы для физического уничтожения людей. Но вместе с этим есть гарантированная защита и оберег от него. «И не бойтесь убивающих тело, души же не могущих убить; а бойтесь более Того, Кто может и душу, и тело погубить в геенне». Евангелие от Матфея 10:28 https://cont.ws/@bernardshaw17... - Путин считает важным внимание к его работе, а не к персоне / Обращение к Владимиру Путину

Что такое болезни, почему они на самом деле существуют, как оградить себя от болезней, а также от неминуемых проблем и страданий, вызываемых ими. Яркое и образное описание субстанции молчащего разума. Обо всем этом можно посмотреть здесь: https://cont.ws/@bernardshaw17... - «Коварная» болезнь (А.В.Клюев)

Научно обоснованный Путь к тотально осознанному Бытию в живой реальной жизни. Звучит для непосвященных, как нереализуемая фантастика. На самом деле, для многих людей в России это уже реалии наших дней с заслуженными плодами их безоглядных, подвижнических трудов на этом Пути. https://cont.ws/@bernardshaw17... - Клюев А.В. Эволюционная трансформация человека. 1-я часть

https://cont.ws/@bernardshaw17... - Клюев А.В. Эволюционная трансформация человека. 2-я часть вместе с полной текстовой версией этих бесед

https://cont.ws/@bernardshaw17... - Клюев А.В. Практическая реализация Пути Сознательной Духовной Эволюции. Часть 1

https://cont.ws/@bernardshaw17... - Клюев А.В. Практическая реализация Пути Сознательной Духовной Эволюции. 2-я часть

https://cont.ws/@bernardshaw17... - Клюев А.В. Как выглядит на практике жизнь в состоянии надментального (сверхсознательного) мироощущения

Вас не удивляет, когда люди чисто механически, не вникая, проходят мимо россыпи бриллиантов и других драгоценностей, которые можно получить почти даром? Вот эта книга и всё, что с нею связано и является настоящей книгой Жизни, источником ЗНАНИЙ родниковой чистоты, в сравнении с которыми любые драгоценности или мирские знания это не более, чем детская забава для человеческого интеллекта. https://cont.ws/@bernardshaw17... - Презентация книги "Человек. Неизвестное об известном. Контуры человековедения", кроме того: https://cont.ws/@bernardshaw17... - Клюев А.В. Обращение к членам ЭСВУ БРИКС

Ключевые вопросы Бытия очень глубоко, увлекательно и грамотно раскрывают эксперт ЭСВУ БРИКС А.В.Клюев и Дуйсиналиев Нурбулат: https://cont.ws/@bernardshaw17... - О загадке времени и физике сознания Человека

Сегодня это основополагающий вопрос, который не осознают практически все общественные деятели, политики, аналитики и политологи - каковы РЕАЛЬНЫЕ движущие силы, определяющие всю жизнь, судьбу и фактическое поведение как народов, так и каждого человека на Земле: https://cont.ws/@bernardshaw17... - Клюев А.В. О психогенетике и роли психогенетического фактора в историческом процессе / Клюев А.В. Апокриф от Иисуса

«Не знаете ли, что тела ваши суть храм живущего в вас Святаго Духа, которого имеете вы от Бога, и вы не свои?» 1-е послание Коринфянам, 6:19-20 https://cont.ws/@bernardshaw17... - Поиски моего Бога, или Психогенетика как она есть ( А.В. Клюев)

Пётр Яковлевич Чаадаев – по факту монах в миру, русский гений, обожаемый А.С. Пушкиным, который стараниями злостных хулителей, коих хватает и сегодня был превратно понят и незаслуженно предан забвению: https://cont.ws/@bernardshaw17... - Пётр Яковлевич Чаадаев, как уникальное явление в истории России. Его безмерно почитал, считал пророком и своим наставником А.С. Пушкин

Я мыслю – следовательно, я существую, говорил Декарт Рене. Но это было величайшим заблуждением этого знаменитого философа и учёного: https://cont.ws/@bernardshaw17... - Сознание, Разум и информация. Что это такое и как они взаимосвязаны? (Планы Разума)

Свет, как первооснова материального творения стал научно установленным фактом, а созерцание феномена материализации и мироточения продолжающегося в непрерывном режиме уже более пятидесяти лет это наглядное тому подтверждение. (О реальной материализации нектара бессмертия в наше время) https://cont.ws/@bernardshaw17... - Физики впервые получили материю из чистой энергии

Если кто-то наивно считает, что он уже стал белым и пушистым, и для окружающих его людей давно является эталоном полного совершенства, а посему его личность критиковать никому не позволительно, то знакомство с этим материалом поставит всё на свои законные места: https://cont.ws/@bernardshaw17... - Небывалые откровения Николая Васильевича Гоголя и ЕДИНСТВЕННЫЙ, безотказно работающий метод установления стабильной эмоциональной ровности (рассказывает А.В. Клюев)

Принято считать, что каждый человек вправе сам определять цель и смысл своей жизни. Насколько же верно такое представление по этим фундаментальным вопросам? https://cont.ws/@bernardshaw17... - ОБ ИСТИННОЙ ЦЕЛИ И СМЫСЛЕ ЖИЗНИ

Здесь можно найти ответы на все вопросы Бытия. Новый взгляд на христианство. Это вовсе не религия, а лишь чёткое отражение объективной РЕАЛЬНОСТИ! https://cont.ws/@bernardshaw17... - Христианство, как реальная Космическая СИЛА, ведущая всё человечество к тотально осознанной жизни

Он больше никогда не мудрствовал, в этом уже не было никакой нужды, поскольку в его одухотворённый разум нисходили озарения ИСТИНЫ из высших Планов Разума: https://cont.ws/@bernardshaw17... - Григорий Саввич Сковорода. Цитаты

Верите ли вы в Бога или вы непримиримый атеист, вы всё равно истово верующий человек. Почему это так, можно посмотреть здесь: https://cont.ws/@bernardshaw17... - Все земляне истово верующие люди. И это бесспорный факт. Не верите? ( О молитве «Отче наш» и кресте)

Матрица подсознательных ментальных программ ИСКАЖАЕТ РЕАЛЬНОСТЬ !!! Почему мы мыслим именно так, как это есть по факту, а не иначе. https://cont.ws/@bernardshaw17... - Прошлое, настоящее и будущее. Есть ли связь между ними?

Наша планета адекватно, в полном соответствии с законами Природы и Бытия реагирует на реальную жизнь людей, на плоды их неблаговидных деяний. Сегодня, наверное, это уже видят очень многие из землян. https://cont.ws/@bernardshaw17... - О причинах изменения климата на Земле. Беседа с профессором Дмитриевым А.Н.