«Высокая скорость обработки»: российские учёные создали самый быстрый датчик инфракрасных волн

Российские учёные создали прибор для измерения инфракрасного излучения, который работает почти в 100 млн раз быстрее аналогов. Детектор сделан на основе плёнок из углеродных нанотрубок. Разработка найдёт широкое применение в составе оптических микросхем, которые используются в тепловизорах, медицинских биосенсорах, системах безопасности и астрономических приборах. В частности, новый датчик позволит создать оптические нейронные сети и новые сопроцессоры на основе фотонных интегральных схем для микроэлектроники и телекоммуникаций.
Учёные из НИТУ МИСИС в сотрудничестве с коллегами из Сколтеха, МПГУ и НИУ ВШЭ создали детектор инфракрасного излучения, который работает в 100 млн раз быстрее аналогов и обновляет данные свыше миллиарда раз в секунду. В составе оптического микрочипа его можно применять в различных сферах: от создания телекоммуникационного оборудования и тепловизоров до медицинских биосенсоров, систем безопасности и астрономических приборов. Об этом RT рассказали в пресс-службе МИСИС. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Physics Letters.
Сегодня для преобразования оптического излучения в электрические сигналы активно используют фотонные интегральные схемы. Для этих микрочипов необходимы недорогие, быстрые и точные детекторы излучения (болометры), работающие на оптических волнах. Обычно для их производства необходимы сложные и многоэтапные технологии.
Российские исследователи разработали значительно более простой и дешёвый метод создания интегрально-оптического теплового приёмника. Они использовали одностенные плёнки из углеродных нанотрубок. С помощью метода сухого переноса ими можно аккуратно и ровно покрыть поверхность фотонной интегральной схемы.
Нанотрубки обладают уникальными свойствами: высокой электро- и теплопроводностью при низкой теплоёмкости. Это обеспечивает быстродействие нового болометра.
«Новый болометр оперирует на частоте 1 ГГц, что превосходит аналогичные устройства на нанотрубках, продемонстрированные ранее, почти в 100 млн раз и может обеспечивать высокую скорость обработки данных в фотонной интегральной схеме нитрида кремния», — пояснил заведующий лабораторией фотонных газовых сенсоров НИТУ МИСИС Вадим Ковалюк.
По словам учёных, разработка открывает широкие перспективы для создания новой аппаратуры для быстрой обработки данных, разработки и производства полностью оптических нейросетей и сопроцессоров на основе фотонных интегральных схем в микроэлектронике или телекоммуникациях. Такое вычислительное оборудование будет значительно превосходить классические системы по скорости и энергоэффективности.