Detaily článku

Rychlý světelný detektor z dvou-dimenzionálních materiálů

Vědci v ETH Zürich vyvinuli novou strukturu světelného detektoru. Namísto "hromádek" světlocitlivého materiálu použili pouze dvě monomolekulární vrstvy - jednu, která generuje elektrony při dopadu světla a druhou, která tyto elektrony přenáší. Výsledek předčil očekávání. Současné omezení přenášené frekvence okolo 1 GHz se podařilo posunout až na 50 GHz. A to je teprve začátek.

Datum: 26.2.2020

optoelektronika

Rychlé a výkonné světelné modulátory, stejně jako detektory, jsou základním stavebním kamenem přenosu signálu skrze kabely z optických vláken. Tyto technologie se průběžně vyvíjejí, ale nyní již narážejí na hranice svých fyzikálních možností.

Dvě skupiny vědců z oblasti fotoniky v ETH Zürich se pokusily snížit prodlevu mezi dopadem světla na polovodič a jeho přeměnou na elektrický signál. Pokusili se zkombinovat dvě vrstvy materiálů, z nichž každá má odlišné vlastnosti - jeden materiál výborně generuje elektrony při dopadu světla a druhý materiál zase tyto elektrony perfektně vede.

Materiálem, který výborně vede elektrony je grafen (monomolekulární vrstvička atomů uhlíku) a materiálem, který dobře reaguje na světlo jsou polovodiče TMDC (přechodové prvky jako molybden a wolfram a chalkogeny jako síra nebo telur). Zkratka pochází z: Transition Metal Dichalcogenide (TMD or TMDC) monolayers. Vědci použili molybden ditelurid.

Ukázalo se, že oba jednovrstvé materiály se dobře snášejí s existující křemíkovou elektronikou a není problém je přes sebe nanést. Vědci byli udiveni svým výsledkem. Zatímco limity dosavadní elektroniky založené pouze na TMDC jsou okolo 1 GHz, výzkumníci naměřili přenosovou kapacitu okolo 50 GHz.

Před badateli nyní leží krásná oblast plná možností. Je možno zkoumat nepřeberné množství různých TMDC materiálů, jejich napojení na světlovodič a různě napojovat grafenovou vrstvu na elektrické kontakty. Vědci věří, že nynější objev povede nejen k rychlejším detektorům, ale lze jej využít i jako zdroje světla ve světelných modulátorech, LED či laserech.

Zdrojem informací je Chemeurope.
Kredit obrázku: ETH Zürich

Pro kompletní informace si přečtěte celý článek.