С помощью ковров выровненных углеродных нанотрубок исследователи создали твердотельное электронное устройство, предназначенное для обнаружения поляризованного света в видимом и инфракрасном спектре.

Результаты опубликованы в издании ACS Nano.

«Обнаружение поляризованного света чрезвычайно полезно», сообщил профессор Джунихиро Коно. „Многие животные и насекомые способны видеть поляризованный свет и использовать его для навигации, коммуникации и многих других предназначений. Люди не способны видеть поляризованный свет, а потому мы полагаемся на вспомогательные устройства“.

Большинство устройств не может обнаружить непосредственно поляризованный свет. Вместо этого инженеры размещают перед датчиком решетку или фильтр.

«Наш фотодатчик различает поляризованный свет совсем как рецепторы в глазах животных и насекомых, которые видят его без каких-либо усилий», сказал исследователь Франсуа Леонард.

Поляризованный свет состоит из отдельных электромагнитных волн, колеблющихся параллельно друг другу. Эффект создается тогда, когда свет отражается от прозрачного материала, и именно поэтому поляризованные очки сокращают яркость света, отраженного от воды, стекла и других поверхностей. Астрономы используют поляризованный свет множеством способов, а еще поляриметрия применяется в связи и вооруженных силах.

Направить нанотрубки помог тефлон

Ковры нанотрубок, используемые в новых фотодетекторах, выращены химиком Робертом Хогом. Аспирант Цзяо Вей Хе нашел способ использовать тонкую пленку тефлона для сглаживания нанотрубок так, чтобы они смотрели в одном направлении. Каждый ковер содержит множество вариантов нанотрубок, примерно две трети которых являются полупроводниками. Поскольку каждый из вариантов полупроводников взаимодействует с определенной длиной волны света, ученые сумели продемонстрировать, что сглаженные, выровненные ковры нанотрубок могут служить фотодатчиками широкого спектра.

В исследовании ведущий автор статьи Хе использовал химические вещества под названием допанты для изменения электрических свойств ковров нанотрубок. Он создал два типа ковров, один из которых с положительно заряженными (p-тип), а другой — с отрицательно заряженными носителями (n-тип). Перекрыв секции обоих ковров, Хе создал устройство под названием p-n переход, которое является фундаментальным стандартным блоком в микроэлектронике.

«Наша работа обеспечивает новый метод создания чувствительных к поляризации фотосенсоров, которые могут применяться на гибких или неплоских поверхностях», добавил в заключение Хе.