Группа ученых ЮУрГУ предложила метод создания фоторезистивных пленок с помощью осаждения в вакууме. Фоторезистентность — свойство материала слабо проводить ток в темноте и улучшать проводимость при освещении. Чем ярче свет, тем ниже сопротивление. Это позволяет использовать такие пленки в качестве управляемых светом «чипов» или сенсоров среды.
Известно, что сульфид свинца лучше всего работает в видимой и ближней инфракрасной области, а сульфид кадмия — в сине-зеленой части спектра. Чтобы объединить их качества, исследователи создают твердый раствор из двух сульфидов, регулируя доли компонентов для настройки на нужный участок спектра.
Химический синтез таких пленок неудобен для электроники, поэтому ученые применили вакуумные методы: магнетронное распыление и электронно-лучевое испарение. В эксперименте создали два типа пленок. Первые, содержащие 4% кадмия, нанесли методом DC-магнетронного распыления на подложки из ситалла и окисленного кремния. Толщина слоя составила от 50 до 500 нанометров. Вторые, с 12% кадмия, нанесли электронно-лучевым испарением на те же образцы. Часть образцов после осаждения отожгли при 250°C в течение часа для улучшения свойств, затем добавили никелевые контакты.
Лучший фоторезистивный эффект показали пленки с 4% кадмия, полученные магнетронным распылением на кремниевых подложках. Их скорость срабатывания на свет составила всего 25 микросекунд, а разница между сопротивлением в темноте и на свету достигала пятикратной величины. Образцы на стеклокерамике дали более слабые результаты. Вероятно, на границе между пленкой и кремнием возникает гетеропереход, который помогает разделять фотоэлектрические заряды. Это открывает путь для встраивания фоторезистивных слоев прямо в кремниевые чипы.
Пленки, нанесенные электронно-лучевым испарением, не показали нужного эффекта — мощный луч мог перегреть материал и разрушить его структуру. Хотя этим методом удалось нанести чистый сульфид кадмия, он реагировал на свет медленнее: за 125–500 микросекунд. Реакция за 25 микросекунд делает новые пленки пригодными для регистрации искр, пламени и лазерных импульсов.
Ранее сотрудники ЮУрГУ создали алгоритм, который за секунды находит аномалии в многомиллионных временных рядах — кардиограммах, данных с датчиков, биржевых котировках.
