Більшість камер у наших смартфонах працюють на напівпровідниках. Вони непогано бачать те саме, що й людське око, але пасують, коли мова заходить про ширший спектр.
Читайте также: На тлі війни в Ірані. Китай розгортає систему дозаправки в повітрі із ШІ після смертельної аварії американського танкера
Для цього зазвичай використовують теплові(піроелектричні) детектори. Але тут була проблема: щоб такий датчик зреагував, йому потрібно було«нагрітися». А тепло, як відомо, рухається повільно. Тому такі пристрої завжди були громіздкими й неповороткими.
«Комерційні детектори зазвичай дуже повільні, бо їм потрібно багато світла або товстий шар поглинача», — пояснює професорка Майкен Міккельсен. Але її команда знайшла спосіб обійти закони фізики, об’єднавши майже ідеальні поглиначі світла з надтонкими матеріалами. Результат? Швидкість зросла в тисячі разів.
Секрет успіху криється у структурі, яку називають метаповерхнею: срібні нанокубики розмістили на прозорому шарі всього в 10 нанометрах над золотою плівкою.
Коли світло падає на такий кубик, воно збуджує електрони в сріблі, і енергія опиняється в пастці. Це явище називають плазмонікою. Завдяки такій неймовірній ефективності, науковцям знадобився лише крихітний шар активного матеріалу, щоб миттєво перетворити це «захоплене» світло в електричний сигнал.
Читайте также: Інтелектуальний дім: поєднання бездротової безпеки та розумного освітлення
Коли команда вперше побачила результати, вони самі не повірили власним очам. Теплові детектори за визначенням мали бути повільними, а цей працював на швидкості кремнієвих систем. Це просто ламало всі стереотипи в науковій спільноті.
Аспірант Юнсо Шин витратив роки, щоб довести цю ідею до досконалості. Він змінив форму поверхні з прямокутної на круглу(це скоротило шлях сигналу) та вдосконалив схеми зчитування. Щоб виміряти швидкість пристрою, йому навіть довелося вигадати власну експериментальну установку з лазерами, бо стандартне обладнання просто не встигало за датчиком.
Детектор працює на частоті до 2,8 ГГц. Для порівняння: звичайні теплові датчики працюють у мікросекундному діапазоні. Нова розробка швидша за них у сотні, а то й у тисячі разів.
Читайте также: Шипіння з-під каміння. В Африці та Аравії відкрили агресивних павуків, які вміють голосно сичати
