Фотоелемент на основі графену. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

Фотоелемент на основі графену

25.09.2013

Відразу три групи фізиків: з Австрії, Гонконгу та США представили прототипи фотодетекторів на основі графена. Ці пристрої перетворюють інфрачервоні оптичні сигнали електричні імпульси, причому ефективність графенових фотодетекторів вище, ніж у аналогічних пристроїв традиційного типу.

Всі три розробки дещо різняться між собою, однак вони використовують ключову особливість графена - здатність перетворювати в електричні імпульси світлові кванти з різною енергією. Традиційні фотодетектори працюють за рахунок того, що квант світла передає носію заряду енергію, достатню для подолання потенційного бар'єру, зазору між енергетичними рівнями в напівпровіднику, але графен не є "повноцінним" напівпровідником і не має так званої забороненої зони.

Через відсутність забороненої зони графенові детектори виявилися здатними реєструвати (у разі розробки групи з Китайського університету в Гонконгу) кванти світла в середньому інфрачервоному діапазоні, з довжиною хвилі від 1,55 до 2,75 мікрометрів. Автори стверджують, що їх детектор здатний функціонувати за кімнатної температури, хоча германієві аналоги з чутливістю в тому ж діапазоні вимагає охолодження рідким азотом. Як пояснює Nature News, робота при кімнатній температурі може спростити виявлення хімічних речовин в атмосфері і зробити більш доступними біохімічні дослідження в діагностичних цілях.

Учасник американської групи, Дірк Енглунд, фізик з Масачусетського технологічного інституту, підкреслив також те, що швидкість передачі даних через фотодетектори на основі графена склала 12 гігабіт на секунду, тобто вирівняна зі звичайними напівпровідниковими пристроями. За його прогнозами, стрімкий перехід на графен відбудеться тоді, коли вчені та технологи навчаться синтезувати цей двовимірний матеріал у промислових кількостях зі стабільно високою якістю: на сьогодні це головна перешкода на шляху до графенової електроніки.

Відсутність забороненої зони, як пояснює один із учених, що створили нові детектори, Томас Мюллер з Технологічного інституту у Відні, зробила його ідеальним матеріалом для пристрою, який перетворює інфрачервоні імпульси в електричні.

Мюллер пояснив (і ці пояснення вірні для всіх трьох описаних у Nature Photonics пристроїв), що графен обіцяє бути дешевшим за традиційне німецьке, а операції з графеном вже достатньо відпрацьовані на технологічному рівні. Ключовою проблемою, яка не дозволила раніше створити графенові фотодетектори, була прозорість матеріалу: світло, що пропускає, і інфрачервоне випромінювання графен погано підходив для приладу, дія якого за визначенням пов'язана з поглинанням випромінювання. Перші зразки детекторів, отримані в 2009 році і описані тоді в Nature Nanotechnology, мали через свою прозорість дуже низьку ефективність і говорити про практичне застосування таких пристроїв не можна. Проблему вдалося вирішити тільки зараз: струм, що видається детекторами при освітленні, ще не досяг типового для германієвих приладів значення, але вже більш ніж у 50 разів перевершив результати 2009 року. На думку всіх розробників, розрив незабаром буде ліквідовано; крім того, нові детектори вже перевершили германієві за іншими параметрами.

Через більшу в порівнянні з кремнієм і багатьма напівпровідниками рухливість носіїв заряду графен вважається перспективним матеріалом для електронних приладів. До його недоліків відносять відсутність у немодифікованому графені забороненої зони, а також технологічну складність отримання великих однорідних листів.

<< Назад: Робот-орел 25.09.2013

>> Вперед: Планшети Microsoft Surface 2 та Microsoft Surface Pro 2 24.09.2013

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Доведено існування правила ентропії для квантової заплутаності 09.05.2024

Квантова механіка продовжує дивувати нас своїми таємничими явищами та несподіваними відкриттями. Нещодавно Бартош Регула із Центру квантових обчислень RIKEN та Людовіко Ламі з Амстердамського університету представили нове відкриття, яке стосується квантової заплутаності та її зв'язку з ентропією. Квантова заплутаність відіграє важливу роль у сучасній квантовій інформатиці та технологіях. Однак складність її структури робить розуміння та керування нею складними завданнями. Відкриття Регулу та Ламі показує, що для квантової заплутаності справедливе правило ентропії, подібне до того, що існує для класичних систем. Це відкриття відкриває нові перспективи в галузі квантової інформатики та технологій, поглиблюючи наше розуміння квантової заплутаності та її зв'язку з термодинамікою. Результати дослідження вказують на можливість оборотності перетворень заплутаності, що може спростити їх використання в різних квантових технологіях. Відкриття нового правила е ...>>

Міні-кондиціонер Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Літо - час відпочинку та подорожей, але часто спека може перетворити цей час на нестерпне борошно. Зустрічайте новинку від Sony – міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який обіцяє зробити літо комфортнішим для своїх користувачів. Sony представила унікальний пристрій - міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який забезпечує охолодження тіла у спекотні дні. З його допомогою користувачі можуть насолоджуватися прохолодою у будь-який час та в будь-якому місці, просто носячи його на шиї. Цей міні-кондиціонер оснащений автоматичним налаштуванням режимів роботи, а також датчиками температури та вологості. Завдяки інноваційним технологіям, Reon Pocket 5 регулює свою роботу залежно від активності користувача та умов довкілля. Користувачі можуть легко настроювати температуру за допомогою спеціальної мобільної програми, підключеної через Bluetooth. Крім того, для зручності доступні спеціально розроблені футболки та шорти, до яких можна прикріпити міні-кондиціонер. Пристрій може ох ...>>

Енергія з космосу для Starship 08.05.2024

Виробництво сонячної енергії в космосі стає все більш реальним з появою нових технологій та розвитком космічних програм. Керівник стартапу Virtus Solis поділився баченням використання Starship від SpaceX для створення орбітальних електростанцій, здатних забезпечувати енергією Землю. Стартап Virtus Solis представив амбітний проект створення орбітальних електростанцій, використовуючи Starship від SpaceX. Ця ідея може значно змінити сферу виробництва сонячної енергії, зробивши її доступнішою та дешевшою. Основою плану стартапу є зниження вартості запуску супутників у космос із використанням Starship. Передбачається, що завдяки цьому технологічному прориву виробництво сонячної енергії у космосі стане конкурентоспроможнішим порівняно з традиційними джерелами енергії. Віртуальна Solis планує створити великі фотоелектричні панелі на орбіті за допомогою Starship для доставки необхідного обладнання. Однак одним із ключових виклик ...>>

Новий метод створення потужних батарей 08.05.2024

З розвитком технологій та розширенням використання електроніки стає все більш актуальним питання створення ефективних та безпечних джерел енергії. Дослідники з Квінслендського університету представили новий підхід до створення потужних батарей на основі цинку, який може змінити пейзаж енергетичної індустрії. Однією з головних проблем традиційних батарей, що перезаряджаються, на водній основі була їх низька напруга, що обмежувало їх застосування в сучасних пристроях. Але завдяки новому методу, розробленому вченими, цей недолік успішно подолано. В рамках свого дослідження вчені звернулися до спеціального органічного з'єднання – катехолу. Воно виявилося важливим компонентом, здатним покращити стабільність роботи батареї та збільшити її ефективність. Цей підхід призвів до значного збільшення напруги цинк-іонних акумуляторів, що зробило їх конкурентоспроможнішими. За словами вчених, такі батареї мають кілька переваг. Вони мають б ...>>

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Випадкова новина з Архіву

Сонні корови дають снодійне молоко 15.12.2015

Молоко, надоєне вночі, допомагає проти безсоння та нав'язливої тривоги. Корейські дослідники порівнювали поведінку щурів, яких напували денним молоком, з поведінкою тих, яких напували нічним молоком. Було виявлено, що нічне молоко має великий заспокійливий, седативний ефект, що після нього тварини довше сплять і менш схильні до фізичної активності.

З іншого боку, пильнуючи, вони активніше досліджують нові території, що говорить про знижену тривожність – грубо кажучи, після нічного молока щури починали менше боятися. Ефект був такий самий, як після діазепаму, широко відомого заспокійливого та снодійного препарату. (При цьому молоко давали після переробки: його спочатку перетворювали на порошковий вигляд, а потім молочний порошок розбавляли водою.)

Денне молоко теж може працювати як розслаблюючий засіб, проте меншою мірою, ніж нічне. Наприклад, коли щурів, напоєних денним або нічним молоком, або розчином діазепаму, або просто водою, садили на барабан, що обертається і спостерігали за активністю і координацією рухів гризунів, то після нічного молока щури падали з барабана в два рази частіше, ніж після денного. (У свою чергу, після діазепаму тварини звалювалися з пристрою вдвічі частіше, ніж після нічного молока.)

Порівняльний біохімічний аналіз показав, що в нічному молоці, порівняно з денним, міститься на 24% більше амінокислоти триптофану, який стимулює сон, і в 10 разів більше гормону мелатоніну, що регулює добові ритми. Очевидно, сонний стан корів позначається і на складі молока, яке утворюється у них ночами. З іншого боку, з електроенцефалографії нічого незвичайного в ритмах мозку після нічного молока не було, тоді як від діазепаму виникали характерні аномалії, що відображали седативний ефект ліків.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт