Инженеры из Стэнфордского и Пенсильванского университетов (оба — США) представили «невидимый» фотодетектор оптического диапазона.

Конструкция, основным элементом которой стали кремниевые нанопровода, маскируется за счёт подавления рассеяния света.

«Это может показаться парадоксальным, — замечает один из авторов работы Марк Бронгерсма (Mark Brongersma), — но наилучшим решением в нашем случае стало нанесение тонкого слоя металла на полупроводник. Металл, разумеется, отражал излучение, однако оно всё равно доходило до кремния».

Рис. 1. Схема и микрофотография «невидимого» фотодетектора (иллюстрации Stanford Nanocharacterization Lab).

Необходимое соотношение диаметра нанопровода и толщины металлических (золотых) контактов определялось опытным путём.

«Правильно подобранная золотая оболочка снижала поглощение света в четыре раза, — говорит другой участник работ Пэньгуй Фань (Pengyu Fan). — При этом рассеяние падало на два порядка, за счёт чего детектор и становился “невидимым”».

Иллюстрацией к этим словам служат графики, приведённые ниже, где чёрные кривые соответствуют характеристикам обычного кремниевого провода 50-нанометрового диаметра, а красные — провода с золотым покрытием.

Верхний график даёт понять, что поглощение излучения в нанопроводе изменяется не слишком значительно, тогда как в спектре рассеяния в области 670 нм появляется глубокий и широкий провал. На этой длине волны фотодетектор скрывался от наблюдения.

Рис. 2. Поглощательные и рассеивающие свойства фотодетектора (иллюстрация авторов работы).

Последующие эксперименты показали, что

маскировка сохраняет свою эффективность при изменении угла падения излучения. Кроме того, золотое покрытие без особых потерь заменялось алюминиевым или медным.

По заявлению американцев, подобные металл-полупроводниковые устройства будут использоваться при конструировании солнечных элементов, датчиков, лазеров и цифровых камер.

Отчёт о создании «невидимых» фотодетекторов опубликован в статье:

Pengyu Fan, Uday K. Chettiar, Linyou Cao, Farzaneh Afshinmanesh, Nader Engheta & Mark L. Brongersma An invisible metal–semiconductor photodetector. – Nature Photonics. – 2012. – doi:10.1038/nphoton.2012.108; Published online 20 May 2012.