«Невозможный» фотодиод с КПД 200%

Команда из Технологического университета Эйндховена (Нидерланды) разработала тонкопленочный фотодиод с чрезвычайно высокой чувствительностью в ближнем инфракрасном диапазоне, квантовая эффективность которого - количество фотонов, преобразуемых диодом в электроны - составляет более 200%!

Фотодиоды - светочувствительные полупроводники, которые вырабатывают ток, поглощая фотоны из источника света. Они используются в качестве датчиков во множестве приборов в медицине, связи, безопасности и робототехнике. И везде мерилом их качества является чувствительность.

Устройство, которое оказалось в сто раз тоньше листа бумаги, имеет низкие темновые токи (<10-6 мА см-2), высокую стабильность работы во времени (более 8 часов) и обладает большей устойчивостью к фоновому свету, чем существующие в настоящее время кремниевые датчики с оптической фильтрацией, сообщает команда.

Исследователи проверили потенциал своего фотодиода в контексте медицинского мониторинга, измеряя частоту сердечных сокращений и дыхания на расстоянии до 130 см. "Мы хотели проверить, сможет ли устройство улавливать тонкие сигналы, такие как частота сердечных сокращений или дыхания человека, в условиях реалистичного фонового освещения. Мы выбрали сценарий в помещении, в солнечный день с частично закрытыми шторами. И это сработало", - говорит Оллеаро.

Даже на расстоянии 130 см команда смогла обнаружить мельчайшие изменения в количестве инфракрасного света, отраженного от диода, что соответствует изменениям кровяного давления. Оллеаро и его коллеги теперь планируют повысить скорость работы своего устройства; они также хотят испытать его в клинических условиях в сотрудничестве с проектом FORSEE - камерой наблюдения на основе искусственного интеллекта, предназначенной для обнаружения едва заметных изменений на лице или груди пациента, указывающих на возможные осложнения.

new-science.ru