Исследователи из Института автоматики и процессов управления ДВО РАН, Института химии ДВО РАН и Института физики полупроводников имени А.В. Ржанова СО РАН предложили простой метод создания материала для инфракрасных датчиков. В пресс-службе Российского научного фонда уточнили, что обычный германий отражает до 40% падающего света, что снижает эффективность приборов на его основе. Чтобы исправить это, ученые поместили гладкую пластину германия в нагретую до 60°C смесь серной кислоты и перекиси водорода. В результате химической реакции поверхность покрылась микроскопическими пирамидками, которые работают как ловушки для света.
Такая текстура снизила отражение с 40% до 12%. Затем на микрорельеф нанесли тонкий слой германида магния, что уменьшило потери света до 4,2%. В итоге материал стал улавливать почти 96% ближнего и коротковолнового инфракрасного излучения. На его основе сконструировали фотодетектор, работающий в диапазоне от 800 до 3000 нанометров. Для сравнения, аналоги на основе обычного германия воспринимают волны не длиннее 2200 нанометров.
В телекоммуникационном диапазоне (1550 нанометров) прибор преобразует свет в электрический сигнал с эффективностью 100% за десятки микросекунд. Технология использует доступные и нетоксичные материалы, совместимые с текущим полупроводниковым производством. Это позволит снизить стоимость и повысить экологичность детекторов для систем безопасности, медицинской диагностики и мониторинга окружающей среды.
В планах ученых — улучшить конструкцию детектора и применить метод текстурирования для создания германиевых солнечных элементов. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в Journal of Alloys and Compounds.