Российские ученые создали устройство для измерения электромагнитного излучения на основе графена

Иллюстрация взаимодействия водорода и графена на квантовом уровне

UCL MATHEMATICAL AND PHYSICAL SCIENCES/FLICKR

Физики МГУ имени М.В. Ломоносова из Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д.В. Скобельцына (НИИЯФ) МГУ изучили углеродные структуры, полученные из оксида графена, и представили прототип болометра — устройства, в основе работы которого лежат эти структуры. Результаты их исследований были опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Болометр — это устройство для измерения потока энергии электромагнитного излучения, основанное на изменении физических параметров термочувствительного элемента, который нагревается, поглощая энергию измеряемого излучения.

Ученые исследовали оптические и термические свойства углеродных структур, полученных из восстановленного оксида графена в диапазоне длин волн от видимого до инфракрасного излучения. Более того, они представили прототип болометра, которы способен работать при комнатной температуре и не требует дополнительного охлаждения.

При создании прототипа болометра полученная методом окисления графита суспензия оксида графена была нанесена на подложку, после чего ученые провели лазерное микроструктурирование. Такая обработка ведет к частичному восстановлению оксида графена, а также к изменению морфологии пленки, оптические и термические свойства которой в следствие этого поменялись.

Разработка и изучение таких материалов для болометрических сенсоров очень важно в практическом и научном смыслах, поэтому они должны обладать высоким эффективным поглощением в широком спектральном диапазоне, стабильно высоким терморезистивным эффектом (изменение электропроводности с температурой), и быть дешевыми в изготовлении.

«Лазерное микроструктурирование оксида графена открывает возможность селективного создания антиотражающих, тепло- и электропроводящих покрытий. Разработанная методика является достаточно дешевой, совместимой с традиционными полупроводниковыми технологиями и позволяет создавать антипоглощающие покрытия на больших площадях и практические на любых поверхностях. Обнаруженные свойства частично восстановленного оксида графена показывают перспективность его использования в болометрических матрицах и других ИК приборах», — рассказывает кандидат физико-математических наук Станислав Евлашин, научный сотрудник отдела микроэлектроники Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д.В. Скобельцына (НИИЯФ) МГУ им. М.В. Ломоносова.