By 
Исследователи из Японии разработали новый фотодиод, который может обнаружить всего лишь за миллисекунды определенный тип ультрафиолетового света высокой энергии, который является достаточно мощным, чтобы разорвать связи ДНК и нанести вред живым существам. Описание нового устройства опубликовано в научном журнале Applied Physics Letters. Хотя это излучение, как правило, не достигает поверхности Земли, оно может просочиться через озоновые дыры. Мониторинг этого излучения заключается в системе отслеживания дыр в озоновом слое, а также для измерения ультрафиолетового излучение используются светодиоды, действующие в качестве датчиков пламени и как средства для связи в космосе.
И вот сейчас Синдзи Накагоми (Shinji Nakagomi) и его коллеги из университета Ishinomaki Senshu в Японии создали новый вид фотодиода, который может обнаружить целый диапазон ультрафиолетового света, оставаясь нечувствительными к видимому солнечному свету – две особенности, которые до сих пор никто не воплотил в жизнь. Будучи «слепыми к солнечному свету», фотодиоды являются более чувствительными к УФ-диапазону и поэтому более полезны. Лучшее устройство для обнаружения ультрафиолетового света
Создавая улучшенный фотодиод
Некоторые фото детекторы состоят из дешевых вакуумных труб, однако они громоздкие и имеют короткий срок службы. В настоящее время многие фотодиоды работают на основе так называемого p-n перехода, в котором полупроводник, несущий положительный заряд (отсутствие электронов называется запрещенной зоной), контактирует с тем же полупроводником, но несущим отрицательный заряд (электроны). Когда свет с достаточной энергией (короткая длина волны) поражает атомы вблизи границы раздела двух полупроводников (называемых р-тип и n-тип соответственно), он генерирует свободные электроны и запрещенные зоны, повышая электрический ток по p-n переходу, тем самым сигнализируя о наличие света.
Другие фотодиоды сделаны из таких материалов, как нитрид алюминия и алмазы, чувствительны только к ограниченному диапазону УФ-света. Однако совсем недавно было открыто, что оксид галлия чувствителен ко всему диапазону этого света, а также является невосприимчивым к солнечному свету. Но существует большая проблема: трудно создать p-тип из оксида галлия.
Вместо фотодиода на основе обычного p-n перехода, исследователи создали фотодиод, основанный на так называемом гетеропереходе, который, по сути, является p-n переходом, включающим в себя два разных полупроводника. Команда использовала оксид галлия и карбид кремния и обнаружила, что их устройство быстро реагирует на ультрафиолетовый свет (в течение буквально миллисекунд), и содержит мало темного тока – внутреннего электрического тока, который протекает через все устройство даже при отсутствии света. Минимальный темный ток важен для чувствительного фотодиода.
«Наиболее важным аспектом в наших устройствах является то, что они основаны на гетеропереходе между оксидом галлия и карбидом кремния, — сказал Накагоми. – Данный фотодиод является потенциальной перспективой для обнаружения ультрафиолетового излучения».
Comments