Фотосенсоры з молібденіту дозволять збільшити в п'ять разів чутливість фото - та відеокамер

Навряд чи на білому світі знайдеться людина, який задоволений якістю зйомки своєї камери, яка не в змозі зробити якісні знімки в умовах недостатньої освітленості. Така незадовільна робота сучасних камер пов'язана з обмеженою чутливістю та вузьким динамічним діапазоном використовуваних кремнієвих CCD-матриць, основою яких є кремнієві фотодіоди, що перетворюють падаюче на них світло в електричні сигнали. Але поки нічого не залишається робити, як набратися терпіння, адже вчені і дослідники з різних організацій ведуть інтенсивні пошуки альтернативних варіантів виконання світлочутливих датчиків. Не так давно ми розповідали про новий датчику, виготовленому з органічних напівпровідників, який має досить високими характеристиками, а швейцарські дослідники пропонують своє рішення - світлочутливий датчик на основі молібденіту, чутливість якого мінімум у п'ять разів перевищує чутливість найкращих сучасних кремнієвих датчиків.

У звичайному світлочутливому датчику поверхню напівпровідникового кремнієвого фотодіода кожного пікселя перетворює фотони падаючого світла в електричний струм, сила якого пропорційна силі потоку світла. Програмне забезпечення процесора камери обробляє надходять електричні сигнали, перетворює їх у цифрову форму і формує на основі цих даних результуюче зображення.

Для того, щоб виробити певний електричний заряд молибдениту потрібно набагато менший світловий потік, ніж кремнію. Знаючи цей факт, вчені з Швейцарського федерального політехнічного університету Лозанни (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL), очолювані професором Андрашем Кисом (Prof. Andras Kis), розробили і виготовили дослідний зразок світлочутливого датчика, поверхня якого складається не з кремнієвих фотодіодів, а з молібденіту, сполуки сірки й молібдену, товщиною в один атом. Провівши випробування дослідного зразка, вчені виявили, що кожен піксель молибденитового датчика справив електричний сигнал при рівні освітленості в п'ять разів нижче, ніж потрібно кремниевому фотодиоду для виробництва такого ж сигналу.

Слід нагадати нашим читачам, що молибденит, дисульфід молібдену (MoS2), є матеріалом природного походження, який в достатніх кількостях є в природі. І навіть якщо буде потрібно отримувати штучним шляхом, то такий процес буде вкрай простим, а кінцевий продукт буде мати невисоку вартість. Зараз молибденит вважається одним з найбільш ймовірних кандидатів на заміну кремнію в електроніці майбутнього, адже за деякими параметрами і електричним характеристикам він перевищує параметри його найближчого конкурента - графену, форми вуглецю, кристалічна решітка якого має товщину в один атом.

"Зараз нашою метою є доказ того, що молибденит є ідеальним матеріалом для використання в світлочутливих датчиках камер майбутнього" - розповідає професор Андраш Кіс, - "Молибденитовые датчики дозволять робити високоякісні знімки навіть в умовах дуже слабкого освітлення, такого, який може забезпечити світло зірок у нічному небі".