Новый тип матрицы удешевит инфракрасные камеры

Исследователи из Северо-западного университета (США) создали новую инфракрасную камеру на базе кристаллической сверхрешетки второго типа InAs/GaSb (арсенид индия/антимонид галлия), которая делает снимки высокого разрешения.

Новая длинноволновая инфракрасная камера с матрицей в фокальной области имеет в 16 раз больше пикселей, чем предыдущие образцы, и обеспечивает качественную инфракрасную съемку в полной темноте.

Целью разработчиков было создание лучшей альтернативы существующим длинноволновым инфракрасным камерам, которые широко используются во множестве отраслей: от охраны объектов до медицины. Современные ИК-камеры основаны на соединении кадмий-ртуть-теллур. Новая сверхрешетка второго типа не имеет в составе ядовитой ртути, более надежна и однородна. Это позволяет значительно повысить характеристики матрицы и уменьшить стоимость камеры, что очень важно, поскольку современные камеры зачастую стоят десятки тысяч долларов и, несмотря на востребованность, слишком дороги для многих структур и пользователей.

Снимок полученный с помощью новой инфракрасной камеры

Перспективные сверхрешетки были изобретены лауреатом Нобелевской премии Лео Есаки (Leo Esaki) в 1970-х годах, но потребовалось время, чтобы технология созрела для промышленного производства. Сегодня сверхрешетка второго типа может найти применение в различных видах оптических датчиков.

Американские ученые продемонстрировали первую инфракрасную камеру с матрицей на основе сверхрешетки второго типа 256×256 несколько лет назад. Они преодолели многочисленные препятствия, особенно в производственном процессе, для того, чтобы создать матрицу на основе сверхрешетки второго типа 1024×1024. Новая камера при температуре −192°C собирает до 78% света и способна уловить разность температур в 0,02°С.

Сверхрешетки InAs/GaSb имеют большой потенциал в областях, где от инфракрасных детекторов требуется высокая производительность. Основная работа в настоящее время сосредоточена на разработке продвинутых, 2-го и 3-го поколения, инфракрасных детекторов, работающих на длине волны 3-30 мкм, а также биспектральных и моноспектральных ИК-камер. InAs/GaSb-камеры по чувствительности сравнимы с современными кадмий-ртуть-теллур и антимонид-индиевыеми детекторами. Характеристики матриц InAs/GaSb идеально подходят, например, для изготовления биспектральных камер с высокой квантовой эффективностью, которые применяются в системах обнаружения подлетающих ракет.