İnfraqırmızı işığın aşkarlanması uzaqdan idarəetmə sistemlərindən tutmuş avtofokus sistemlərinə, özü idarə olunan avtomobillərə və virtual reallıq qulaqlıqlarına qədər geniş çeşiddə texnologiyalarda çox vacibdir. Bu o deməkdir ki, fotodiodlar kimi infraqırmızı sensorların səmərəliliyini artırmaqdan böyük faydalar olacaq.

Aalto Universitetinin tədqiqatçıları digər germanium əsaslı komponentlərlə müqayisədə telekommunikasiya üçün əsas dalğa uzunluğu olan 1,55 µm-də 35% daha həssas olan yeni növ infraqırmızı fotodiod hazırlayıblar. Əhəmiyyətli odur ki, bu yeni cihaz mövcud istehsal texnikalarından istifadə etməklə istehsal oluna bilər ki, bu da onu qəbul üçün olduqca praktik edir.

Aalto Universitetinin professoru Hele Savin deyir: “İdeyadan konsepsiyanın sübutuna qədər səkkiz il çəkdik”.

Əsas ideya indium qallium arsenid əvəzinə germanium istifadə edərək fotodiodların yaradılmasıdır . Germanium fotodiodları daha ucuzdur və artıq yarımkeçirici istehsal prosesinə tam uyğun gəlir, lakin indiyə qədər germanium fotodiodları infraqırmızı işığı tutmaq baxımından zəif çıxış ediblər.

Savinin komandası onlara dəyən infraqırmızı işığın
demək olar ki, hamısını tutan germanium fotodiodları hazırlamağı bacardı. Tədqiqat 1 yanvar 2025-ci ildə Light: Science & Applications jurnalında dərc edilib .

“Yüksək performans bir neçə yeni yanaşmanın birləşdirilməsi ilə mümkün oldu: səth nanostrukturlarından istifadə edərək optik itkilərin aradan qaldırılması və elektrik itkilərinin iki fərqli yolla minimuma endirilməsi”, – konsepsiyanın sübutu cihazını quran doktorant tədqiqatçı Hanchen Liu izah edir.

Komandanın sınaqları göstərdi ki, onların konseptual fotodiodları təkcə mövcud germanium fotodiodlarını deyil, həm də cavabdehlik baxımından kommersiya indium qallium arsenid fotodiodlarını üstələyib. Yeni texnologiya infraqırmızı fotonları çox səmərəli şəkildə çəkir və geniş dalğa uzunluqlarında yaxşı işləyir. Yeni fotodiodlar mövcud istehsal müəssisələri tərəfindən asanlıqla hazırlana bilər və tədqiqatçılar onların bir çox texnologiyalara birbaşa inteqrasiya oluna biləcəyini gözləyirlər.

“Vaxt daha yaxşı ola bilməzdi. İndiki vaxtda bir çox sahələr infraqırmızı radiasiyanın hissiyyatına əsaslanır ki, texnologiya gündəlik həyatımızın bir hissəsinə çevrilib”, – Savin deyir.

Savin və komandanın qalan hissəsi onların texnologiyasının mövcud tətbiqlərə necə təsir edəcəyini görmək və təkmilləşdirilmiş həssaslıqla hansı yeni tətbiqlərin mümkün olacağını kəşf etmək istəyir.

Daha çox məlumat: Hanchen Liu və digərləri, >1A/W həssaslığı olan yaxın infraqırmızı germanium PIN-fotodiodları, İşıq: Elm və Tətbiqlər (2025). DOI: 10.1038/s41377-024-01670-4

Jurnal məlumatı: İşıq: Elm və Tətbiqlər 

Aalto Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir