Физика

Предложен новый способ создания оптоэлектронных устройств

Ehsanshahoseini/Wikimedia Commons

Физики из США и Бельгии открыли новый способ создания оптоэлектронных устройств с помощью натяжения двумерного материала на кремниевую основу. Исследователи впервые продемонстрировали, что двумерный материал, обернутый вокруг наноразмерного кремниевого волновода, способен выполнять функцию фотоприемника, который может работать с высокой эффективностью на длине волны 1550 нанометров. Статья ученых опубликована в журнале Nature Photonics.

С каждым годом во всем мире возрастает скорость передачи данных и их количество. Для увеличения этой скорости ученым необходимо создать методы более эффективного преобразования информации в оптические сигналы. Такие методы преобразования найдут применение в технологиях оптоволоконного интернета. В них преобразование оптических сигналов в электрические выполняет фотоприемник.

Двумерные материалы одни из самых перспективных для создания фотоприемников. Благодаря их сильному поглощению в определенном диапазоне длин волн разработка фотоприемника на их основе позволила бы улучшить процесс фотопреобразования и, следовательно, повысить эффективность передачи данных в сети. Однако двумерные полупроводники, такие как материалы на основе дихалькогенидов переходных металлов, до сих пор не могли эффективно работать на телекоммуникационных длинах волн из-за их большой оптической полосы пропускания и низкого поглощения.

Авторы новой работы нашли способ устранить этот недостаток. Они растянули теллурид молибдена — полупроводниковый двумерный материал — в сверхтонкую пластину и нанесли его на кремниевый фотонный волновод. Таким образом исследователи получили фотоприемник. Затем они использовали разработанную ранее методику, чтобы изменить физические свойства системы. Таким образом ученые уменьшили полосу пропускания материала, что позволило устройству работать на длинах волн ближнего инфракрасного диапазона, в частности, на телекоммуникационной длине волны около 1550 нм.

Исследователи отметили один интересный аспект своего открытия: новые полупроводниковые двумерные материалы могут деформироваться значительно лучше их объемных аналогов. Ученые также отмечают, что новые двумерные фотоприемники на основе материала в 1000 раз более чувствительны по сравнению с устройствами на основе графена. Фотоприемники, обладающие такой высокой чувствительностью, найдут применение не только в системах передачи данных, но и в медицинских сенсорах и, возможно, даже в квантовых вычислительных системах.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.