Домой Новости Наука и космос 25 микросекунд до реакции: в России создали плёнку для сверхбыстрых сенсоров

25 микросекунд до реакции: в России создали плёнку для сверхбыстрых сенсоров

Российская разработка позволяет интегрировать фоточувствительные слои в кремниевые чипы, обеспечивая рекордную скорость отклика датчиков.

Российские исследователи разработали инновационную технологию создания фоточувствительных плёнок, которая позволит проектировать сверхбыстрые сенсоры и интегрировать фоточувствительные элементы непосредственно в кремниевые чипы. О прорыве в области микроэлектроники сообщили в пресс-службе Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ).

25 микросекунд до реакции: в России создали плёнку для сверхбыстрых сенсоров
25 микросекунд до реакции: в России создали плёнку для сверхбыстрых сенсоров — иллюстрация к материалу. Источник: ixbt.com

Технология создания и характеристики плёнок

В основе метода лежит использование передовых вакуумных технологий: магнетронного распыления и электронно-лучевого испарения. С их помощью специалистам удалось сформировать тонкие фоторезистивные слои, толщина которых варьируется от 50 до 500 нанометров. Учёные варьировали содержание кадмия в структуре материала, добиваясь оптимальных параметров.

Главным преимуществом разработки является её полная совместимость с текущими стандартами производства кремниевых интегральных схем. Это снимает необходимость в радикальной модернизации технологических линий при внедрении новых компонентов.

Рекордные показатели отклика

В ходе экспериментов наиболее эффективными оказались образцы с содержанием кадмия около 4%, нанесённые методом магнетронного распыления на кремниевую подложку. Результаты испытаний подтвердили исключительные свойства материала:

  • Время отклика: 25 микросекунд.
  • Фоточувствительность: высокая контрастность сопротивления при переходе из темноты к освещению (разница показателей достигает пятикратного значения).

Физики поясняют, что на границе контакта плёнки с кремниевой подложкой возникает гетеропереход, который значительно усиливает фотоэлектрический эффект. Это позволяет создавать компактные и энергоэффективные устройства на базе кремния.

Перспективы применения

Новая технология открывает широкие возможности для отечественной микроэлектроники. Подобные сенсоры могут найти применение в:

  • системах обнаружения пламени и детекторах лазерных импульсов;
  • современных оптоэлектронных системах;
  • устройствах высокоточного мониторинга.

Гибкость технологии заключается в возможности настройки сенсоров под конкретные спектральные диапазоны — от видимого синего света до ближнего инфракрасного излучения — путем простого изменения концентрации кадмия в составе плёнки. В перспективе это решение может лечь в основу следующего поколения интеллектуальных датчиков, глубоко интегрированных в современные вычислительные системы.

Источник: https://www.ixbt.com