Dnešná elektronika napreduje neskutočne rýchlo a zmenšovanie materiálov sa tak stáva čoraz väčšou nevyhnutnosťou. Vedcom sa teraz podarilo vyvinúť materiál, ktorý sa môže stať základom pre budúcu elektroniku.

Vedcom padla sánka. V slnečnej sústave našli tajomný objekt

Prvýkrát mimo Zeme objavili život. Má to však jeden háčik

Kvantová revolúcia je tu. Prelomový experiment ukázal, ako bude vyzerať budúcnosť

Budúcnosť pre všetky optoelektronické zariadenia

zdroj fotografie: Stephanie Precourt

Ukážka fotodetektora

Stoja za ním profesori elektrotechniky Zhenqiang (Jack) Ma and Zongfu Yu, ktorí svoj objav opísali pre časopis Science Advances. Nazývajú ho jedno-kryštálový germániový nano-membránový fotodetektor na nano-dutinovom substráte. Vhodný je najmä pre použitie v optoelektronických zariadeniach, teda v takých zariadeniach, ktoré zbierajú a premieňajú svetlo na elektrickú energiu. Materiál je teda spasením pre solárne panely, fotografie v zlých svetelných podmienkach či dokonca rýchlejšie prenášanie dát. Dnes sa bežne používa amorfný tenkovrstvový materiál, v ktorého stenšovaní ale stoja dve veľké prekážky. Jednak sa tým znižuje jeho kvalita a jednak sa stáva príliš tenkým (až transparentným) a stráca schopnosť zachytiť alebo absorbovať svetlo.

Nenechaj si ujsť
Prechádzka po Medzinárodnej vesmírnej stanici z pohodlia domova? Pre Street View žiadny problém

Prekážkam je koniec

zdroj fotografie: Zhenyang Xia

Zloženie fotodetektora

Inžinierom sa ale vďaka novej metóde podarilo vyššie spomínané prekážky prekonať. Ich nápad spočíval v použití veľmi tenkého materiálu na rovnakú funkciu zariadení, akú plní veľmi hrubý materiál. Zariadenie teda pozostáva z nano-dutín umiestnených medzi vrchnú vrstvu jedno-kryštálového germánia a reflexnú vrstvu striebra. „Vďaka nano-dutinám sú fotóny „recyklované“, takže absorpcia svetla je podstatne zvýšená — a to aj vo veľmi tenkých vrstvách materiálu.“, povedal inžinier. Avšak, ako sa vlastne profesori dostali k nano-dutinám? Tie sú vyrobené z usporiadaných sérií malých, navzájom prepojených molekúl, ktoré v podstate odrážajú alebo cirkulujú svetlo. Predvedené boli taktiež nano-dutinové štruktúry zvyšujúce množstvo svetla, ktoré dokážu absorbovať polovodivé materiály ako napríklad germánium.

Metóda aplikovateľná aj na iných polovodičoch

zdroj fotografie: Stephanie Precourt

Výsledkom práce Jacka Ma a Zongfua Yu je veľmi tenký a nesmierne efektívny fotodetektor s vynikajúcou schopnosťou absorpcie svetla. „Je to technológia umožňujúca skúmanie širokého spektra optoelektroniky, ktorá môže mať ešte menšie rozmery.“, tvrdí Yu. Aj keď výskumníci svoju metódu predviedli iba na germániovom polovodiči, v skutočnosti ju môžu aplikovať aj na iných polovodičoch. Je tiež dôležité poznamenať, že ladením nano-dutín môžeme ovládať vlnovú dĺžku, ktorú vlastne absorbujeme. „To nám otvára možnosti k vývoju ďalších odlišných optoelektronických zariadení.“, uviedol Gan. Skupina výskumníkov už začala pracovať aj na patentovaní svojho vynálezu. Ak by sa táto technológia ubrala správnym smerom, v budúcnosti môžeme očakávať nielen kvalitnejšie nočné fotky so smartfónmi, ale celkový pokrok vo všetkých optoelektronických zariadeniach.