Современные датчики дальнего ИК-диапазона требуют громоздких охлаждающих элементов. Для того чтобы создать тонкую пироэлектрическую пленку, которая не будет требовать охлаждения, но будет чувствительна к мельчайшим изменениям температуры, инженеры Массачусетского технологического института разработали особый метод выращивания полупроводниковых материалов на монокристаллической подложке с ультратонким слоем графена между ними.

Кристаллическая структура подложки служит каркасом, на котором наращивается новый материал. Графен действует как антипригарный слой, что позволяет легко отделять новую пленку и переносить ее на гибкие и многослойные электронные устройства. После снятия пленки подложку можно использовать повторно, рассказывает MIT News.

Перепробовав различные комбинации полупроводниковых элементов, исследователи случайно заметили, что пироэлектрический материал PMN-PT для отделения от подложки не требует промежуточного слоя. Вырастив PMN-PT непосредственно на монокристаллической подложке, исследователи смогли отделить пленку целиком, без разрывов.

В ходе испытаний команда изготовила несколько сверхтонких пленок толщиной около 10 нм. Сняв их с подложки, они перенесли их на небольшой чип, сформировав массив из 100 сверхтонких пикселей, чувствительных к теплу, каждый площадью около 60 квадратных микрон (около 0,006 см²). Пиксели оказались крайне чувствительны к небольшим изменениям в дальнем инфракрасном спектре.

По показателю чувствительности пироэлектрическая матрица сопоставима с современными приборами ночного видения. Кроме того, поскольку пленки способны реагировать на длины волн по всему инфракрасному спектру, их можно встраивать в небольшие, легкие и портативные детекторы. Робомобилям они позволили бы замечать пешеходов и транспорт в полной темноте или в условиях густого тумана.

Новый вид органических светодиодов, созданных учеными США, позволит отказаться от громоздких устройств ночного видения и заменить их на легкие, дешевые и более практичные очки.