Ученые создали самый быстрый «улавливатель» тепла

• 21.03.2026, 17:07

125 пикосекунд на реакцию.

Большинство камер в наших смартфонах работают на полупроводниках. Они неплохо видят то же, что и человеческий глаз, но подходят, когда речь заходит о более широком спектре, передает NV.

Для этого обычно используют тепловые (пироэлектрические) детекторы. Но здесь была проблема: чтобы такой датчик среагировал, ему нужно было «нагреться». А тепло, как известно, движется медленно. Поэтому такие устройства всегда были громоздкими и неповоротливыми.

«Коммерческие детекторы обычно очень медленные, потому что им нужно много света или толстый слой поглотителя», — объясняет профессор Майкен Миккельсен. Но ее команда нашла способ обойти законы физики, объединив почти идеальные поглотители света со сверхтонкими материалами. Результат? Скорость возросла в тысячи раз.

Секрет успеха кроется в структуре, которую называют метаповерхностью: серебряные нанокубики разместили на прозрачном слое всего в 10 нанометрах над золотой пленкой.

Когда свет падает на такой кубик, он возбуждает электроны в серебре, и энергия оказывается в ловушке. Это явление называют плазмоникой. Благодаря такой невероятной эффективности, ученым понадобился лишь крошечный слой активного материала, чтобы мгновенно превратить этот «захваченный» свет в электрический сигнал.

Когда команда впервые увидела результаты, они сами не поверили собственным глазам. Тепловые детекторы по определению должны были быть медленными, а этот работал на скорости кремниевых систем. Это просто ломало все стереотипы в научном сообществе.

Аспирант Юнсо Шин потратил годы, чтобы довести эту идею до совершенства. Он изменил форму поверхности с прямоугольной на круглую (это сократило путь сигнала) и усовершенствовал схемы считывания. Чтобы измерить скорость устройства, ему даже пришлось придумать собственную экспериментальную установку с лазерами, потому что стандартное оборудование просто не успевало за датчиком.

Детектор работает на частоте до 2,8 ГГц. Для сравнения: обычные тепловые датчики работают в микросекундном диапазоне. Новая разработка быстрее их в сотни, а то и в тысячи раз.