Этот метод открывает дорогу новым типам устройств — тончайшим датчикам для носимой электроники, гибким транзисторам, компактным тепловизорам и другим приборам, которые раньше казались фантастикой.

Результат опубликован в издании Nature.

В качестве примера команда создала мембрану из пироэлектрического материала — он генерирует ток в ответ на изменения температуры. Чем тоньше такой материал, тем лучше он улавливает малейшие тепловые колебания.

Новая технология позволила получить пленку толщиной всего 10 нанометров — это рекорд. Она оказалась невероятно чувствительной к теплу и излучению в дальнем инфракрасном диапазоне.

Такая пленка может сделать тепловизоры легче, точнее и доступнее. Например, очки ночного видения перестанут быть громоздкими, а беспилотные автомобили смогут лучше «видеть» в тумане или дожде. Современные ИК-датчики требуют сложных систем охлаждения, а новая пленка работает без них и реагирует на минимальные перепады температуры.

Этот материал легче и дешевле, его проще интегрировать в любые устройства, — говорит Синьюань Чжан, аспирант MIT.

Например, его можно нанести прямо на линзы очков.

Пленка пригодится не только в технике, но и в медицине, экологии, даже астрономии — для изучения космических объектов, излучающих в дальнем ИК-диапазоне.

Но самое интересное — метод работает не только с пироэлектриками. Ученые уже пробуют создавать другие ультратонкие полупроводниковые пленки.

Как это работает

• Материал выращивают на кристаллической подложке, а потом аккуратно отделяют.
• Ключевую роль играет свинец в составе пленки — он действует как «антипригарное покрытие», не давая материалу прилипнуть к основе.

Исследователи уже собрали массив из 100 микроскопических датчиков и проверили их в деле.

Чувствительность оказалась на уровне лучших современных тепловизоров, но без громоздкого охлаждения.

Сейчас команда работает над интеграцией пленки в реальные устройства.

Мы представляем себе легкие очки ночного видения, которые не требуют охлаждения и работают в любых условиях, — говорит Чжан.

Этот прорыв решает сразу несколько проблем:

• Миниатюризация — тонкие пленки позволяют создавать устройства, которые раньше были невозможны из-за габаритов (например, незаметные датчики в одежде).
• Энергоэффективность — отсутствие систем охлаждения снижает энергопотребление.
• Универсальность — метод применим не только к пироэлектрикам, но и к другим материалам, что открывает путь к новым гибридным технологиям.

В перспективе это может изменить рынок носимой электроники, сенсоров и даже систем безопасности.

Ранее ученые разработали плащ-невидимку для экстремальных условий.