Полупроводники «с накачкой» улучшат устройства фотоэлектроники

Исследователи Университета штата Джорджия вместе с коллегами из Великобритании и Китая смогли сделать существующие полупроводники чувствительными к гораздо более широкому диапазону светового излучения, чем было возможно до сих пор.

Разработанная ими технология поможет усовершенствовать не только двух и многополосные детекторы, более надежно выявляющие, например, присутствие токсичных газов, но и солнечные элементы, позволив им поглощать наряду с видимым светом также инфракрасное излучение Солнца.

Как правило, энергии ИК-излучения недостаточно, чтобы вовлечь электроны полупроводника в движение, без чего детектирование невозможно. До сих пор единственным выходом был поиск полупроводникового материала, способного реагировать на длинноволновое излучение ИК- спектра.

В майском номере журнала Nature Photonics исследователи из Джорджии предложили способ обхода этой проблемы: они добавили в свое устройство еще один источник света, который накачивает полупроводник энергией так, что длинноволновый ИК-сигнал поступая, дает последний толчок детектируемой реакции.

Улучшенное таким образом устройство позволяет выявлять сигналы с длиной волны до 55 мкм. Без модификации для него видимыми были волны длиной лишь около 4 мкм.

Моделирование показало, что доступный диапазон для максимально оптимизированного детектора может простираться до 100 мкм. По результатам работы подана патентная заявка на конструкцию детектора.