Nanodetektory światła

Nanodetektory światła

Według najnowszych badań naukowców z UC San Diego, geometria półprzewodnikowych nanoprzewodów czyni je niezwykle użytecznymi do detekcji światła.

Nanoprzewody, to krystaliczne włókna, a ich właściwości mogą umożliwić stworzenie nowych fotodetektorów. Inżynierowie z UCSD pokazali powody, dla których duże powierzchnie, niewielkie rozmiary i mała długość nanoprzewodów czyni je wyjątkowo czułymi fotodetektorami, o wiele bardziej czułe, niż większe fotodetektory zbudowane z tych samych materiałów.

„Rezultaty są zachęcające i wróżą nanoprzewodowym fotodetektorom świetlaną przyszłość,” – powiedział Deli Wang z Jacobs School of Engineering UCSD.

Aby nanoprzewód mógł służyć za fotodetektor, fotony o wystarczającej energii muszą uderzać nanoprzewód tak, by wytrącać elektrony z dodatnio naładowanych dziur. Elektrony muszą pozostawać swobodne na tyle długo, by przemieścić się wzdłuż nanoprzewodu i wygenerować prąd, który jest oznaką wykrycia światła.

To nowe odkrycie pokazuje, że geometria nanoprzewodów (z większą powierzchnią względem objętości) czyni je niezwykle przydatnymi do wyłapywania dziur. Gdy dziury są uwięzione, więcej czasu zajmuje im oraz elektronom rekombinacja. Opóźnienie czasu ponownego połączenia elektronów i dziur potęguje liczbę przypadków, gdy elektrony przemieszczają się wzdłuż nanoprzewodu, co z kolei skutkuje ‘wewnętrznym wzmocnieniem fotoprzewodzącym’.

„Różne rodzaje naoprzewodów wykrywają światło o różnych długościach fal. Można skonstruować fotodetektor RGB poprzez kombinację trzech rodzajów nanoprzewodów,” – powiedział Cesare Soci z Jacobs School.

Prace są wspierane przez najnowszą teoretyczną pracę autorstwa High Speed Device Group Peter’a Asbeck’a z Jacobs School.

„Nasza teoretyczna praca pokazuje, że przewodnictwo w nanoprzewodach indukowane przez światło może zostać wzmocnione ponad 10 krotnie. Praca Deli Wang’a potwierdziła niektóre z naszych obliczeń i zapewniła dalsze wsparcie pomysłowi wykorzystania nanoprzewodów jako fotodetektory i aplikacje fotowoltaiczne,” – powiedział Asbeck.

(lk)