Ученые из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны, возглавляемые профессором Андрашем Кисом (Prof. Andras Kis), разработали и изготовили опытный образец светочувствительного датчика, поверхность которого состоит из молибденита, соединения серы и молибдена, толщиной в один атом. Проведя испытания опытного образца, ученые обнаружили, что каждый пиксел молибденитового датчика произвел электрический сигнал при уровне освещенности в пять раз ниже, чем требуется кремниевому фотодиоду для производства такого же сигнала.

Вряд ли на белом свете найдется человек, который доволен качеством съемки своей камеры, которая не в состоянии сделать качественные снимки в условиях недостаточной освещенности. Такая неудовлетворительная работа современных камер связана с ограниченной чувствительностью и узким динамическим диапазоном используемых кремниевых CCD-матриц, основой которых являются кремниевые фотодиоды, преобразующие падающий на них свет в электрические сигналы. Но пока ничего не остается делать, как набраться терпения, ведь ученые и исследователи из различных организаций ведут интенсивные поиски альтернативных вариантов исполнения светочувствительных датчиков. Не так давно мы рассказывали о новом датчике, изготовленном из органических полупроводников, который обладает весьма высокими характеристиками, а швейцарские исследователи предлагают свое решение – светочувствительный датчик на основе молибденита, чувствительность которого минимум в пять раз превышает чувствительность самых лучших современных кремниевых датчиков.

В обычном светочувствительном датчике поверхность кремниевого полупроводникового фотодиода каждого пиксела преобразует фотоны падающего света в электрический ток, сила которого пропорциональна силе потока света. Программное обеспечение процессора камеры обрабатывает поступающие электрические сигналы, преобразует их в цифровую форму и формирует на основе этих данных результирующее изображение.

Рис. 1.

Для того, чтобы выработать определенный электрический заряд молибдениту требуется намного меньший световой поток, нежели кремнию. Зная этот факт, ученые из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL), возглавляемые профессором Андрашем Кисом (Prof. Andras Kis), разработали и изготовили опытный образец светочувствительного датчика, поверхность которого состоит не из кремниевых фотодиодов, а из молибденита, соединения серы и молибдена, толщиной в один атом. Проведя испытания опытного образца, ученые обнаружили, что каждый пиксел молибденитового датчика произвел электрический сигнал при уровне освещенности в пять раз ниже, чем требуется кремниевому фотодиоду для производства такого же сигнала.

Следует напомнить нашим читателям, что молибденит, дисульфид молибдена (MoS₂), является материалом естественного происхождения, который в достаточных количествах наличествует в природе. И даже если потребуется получать его искусственным путем, то такой процесс будет крайне простым, а конечный продукт будет иметь невысокую стоимость. Сейчас молибденит считается одним из наиболее вероятных кандидатов на замену кремнию в электронике будущего, ведь по некоторым параметрам и электрическим характеристикам он превышает параметры его ближайшего конкурента – графена, формы углерода, кристаллическая решетка которого имеет толщину в один атом.

«Сейчас нашей целью является доказательство того, что молибденит является идеальным материалом для использования в светочувствительных датчиках камер будущего» – рассказывает профессор Андраш Кис, – «Молибденитовые датчики позволят делать высококачественные снимки даже в условиях крайне слабого освещения, такого, какой может обеспечить свет звезд в ночном небе».