Российские учёные создали сверхчувствительный неохлаждаемый сенсор ИК‑излучения — он может заметно снизить стоимость тепловизионной техники.
Учёные «Сколтеха» (входит в группу ВЭБ.РФ) представили инновационный сенсор теплового излучения: в его основе — плёнка из однослойных углеродных нанотрубок и ниобата лития. Разработка позволяет сохранять высокую чувствительность и точность измерений при комнатной температуре — без применения систем охлаждения. По словам профессора «Сколтеха» Альберта Насибулина, такой детектор — редкое сочетание сразу нескольких преимуществ: высокой чувствительности, широкого спектрального диапазона и работы без криогенного охлаждения. Отказ от сложных охлаждающих систем делает инфракрасную оптику компактнее, экономичнее и проще в эксплуатации. Среди перспективных применений — ручные тепловизоры, современные бесконтактные термометры, дроны для выявления утечек газа, а также бюджетные системы ночного видения.
Принцип действия сенсора построен на взаимодействии двух материалов: при поглощении фотонов инфракрасного излучения плёнка нагревается, что провоцирует в прослойке ниобата лития генерацию электрического поля. Оно, в свою очередь, усиливает сигналы, возникающие в слое нанотрубок, сообщает ТАСС.
Ключевое преимущество новой технологии — в существенно более выраженной реакции плёнок из нанотрубок на электрическое поле по сравнению с графеном: она выше в 10–100 тысяч раз. Благодаря этому сенсор способен фиксировать даже крайне слабые инфракрасные сигналы при комнатной температуре. Как отмечают исследователи, по своим характеристикам детектор превосходит аналоги на основе графена на несколько порядков и вплотную приближается к теоретическому пределу для неохлаждаемых тепловых приёмников. В будущем разработка может заметно удешевить устройства, где сейчас применяются охлаждаемые ИК‑фотодетекторы, а также повысить надёжность приборов с неохлаждаемыми датчиками, страдающих от высокого уровня шумов.
