Группа исследователей из Массачусетского технологического института разработала пироэлектрическую мембрану толщиной всего 10 нанометров, способную реагировать на тепловые колебания с высокой точностью. Это открытие может дать старт целому поколению новых электронных устройств: от носимых датчиков до инфракрасных сенсоров, работающих без необходимости в охлаждении.
Материал, созданный на основе термочувствительных кристаллов, генерирует электрический сигнал при изменении температуры. Особенность разработки — в её исключительной тонкости: чем меньше толщина, тем выше чувствительность к инфракрасному излучению, включая дальние диапазоны, где обычные датчики уже не справляются.
Для производства инженеры использовали метод удалённой эпитаксии — кристаллическую структуру вырастили на подложке с промежуточным слоем графена. Этот графен играл роль своеобразного "разделителя", позволив аккуратно снять готовый материал и перенести его на гибкую электронику. Подложка при этом сохранялась и могла быть использована повторно.
В ходе экспериментов учёные случайно обнаружили, что один из материалов и вовсе не требует графена для отделения от основы. Оказалось, что атомы свинца в его составе образуют стабильную решётку, предотвращающую нежелательное соединение с другими поверхностями. Это упрощает процесс и расширяет производственные возможности.
Новинка демонстрирует чувствительность за пределами диапазона, доступного большинству современных приборов ночного видения. Более того, она способна улавливать инфракрасное излучение без необходимости в активном охлаждении, что делает её потенциально дешевле и легче, чем существующие технологии, требующие громоздких систем терморегуляции.
Такие мембраны могут найти применение в системах ночного видения для автопилотов, которые должны "видеть" в условиях нулевой видимости, в датчиках мониторинга окружающей среды, а также в промышленной электронике — например, для раннего выявления перегрева компонентов микросхем. В перспективе они могут стать основой для создания гибких устройств, сочетающих высокую чувствительность, лёгкость и простоту интеграции.