Әдетте, бірегей қасиеттері бар әртүрлі жартылай өткізгіш материалдарды біріктіру гетероидты диодтардың анықтау қабілеті мен жауап беру уақытының төмендеуіне әкеледі. Алайда Nazarbayev University ғалымдары өнімділік қасиеттерін сақтай отырып және тіпті жақсарта отырып, гетероидты фотодиодқа қосымша мүмкіндіктерді қосқан. Үлгі титан нитриді (TiN) қабатынан және мырыш кадмий теллуридінің (CdZnTe) қатты ерітіндісінен тұрады. Бұл комбинация ғарыштық немесе радиоактивті ластанған аумақтар сияқты төтенше орталарда иондаушы сәулеленудің зиянды әсерлері астында ұзақ және сенімді жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
– Біздің басты үлесіміз жаңа гетероидты фотодиодтардағы сәулеленуге төзімділігімен танымал оптоэлектрондық материалдардың комбинациясында жатыр. Алынған үлгі титан нитридінің мөлдір жұқа қабатынан және кадмий-мырыш теллуридінің қатты белсенді қабатынан тұрады. Бұл комбинация, ең алдымен, фотодиодтың өте жоғары өнімділігіне қол жеткізуге мүмкіндік берді. Атап айтқанда, олар жауап беру уақыты мен детектілеу мүмкіндігі бойынша басқа күрделі жартылай өткізгіш аналогтерінен асып түседі. Бірақ ең бастысы, біз кремний негізіндегі аналогтермен салыстырғанда магнитуданың үш ретіне немесе 1000 есе жоғары радиациялық тұрақтылыққа қол жеткіздік, – дейді университеттің ассистент профессоры Виктор Брус.
Ұсынылған гетероидты фотодиодтардың қосымша қасиеті – олардың сәулеленуге төзімділігінің жоғарылауы. Аталған қосымша қасиет университетте жұмыс істейтін INURA импульстік жоғары токты ионды үдеткіштің көмегімен тәжірибе жүзінде тексерілген. Акселератор 2019 жылы Білім және ғылым министрлігінің қолдауымен Nazarbayev University және Лоуренс Беркли ұлттық зертханасында бесжылдық ғылыми-технологиялық бағдарлама аясында іске қосылды. Импульстік иондық үдеткіш ұзақтығы өте қысқа және жоғары қуатты иондық сәулені жасайды.
– INURA үдеткішінде әртүрлі қолданбаларға арналған материалдарды өзгерту үшін эксперименттер жүргіземіз. Профессор Виктор Брус тобымен жұмысымыздың бір бөлігі ретінде біз ғарыштағы жағдайға ұқсас жағдайлар жасау үшін үдеткішті өзгерттік. Нәтижесінде, жаңа әзірленген фотодиодтар сынақтан сәтті өтті. Осылайша, қазір біздің үдеткішімізде материалдардың радиацияға төзімділігін тексеру мүмкіндігі бар. Оның маңызды ерекшелігін атап өткім келеді: үдеткіштің жалпы қуат тұтынуы шамамен 10 киловатты құрайды, бірақ наносекундтық сәуленің импульстік қуаты шаршы сантиметрге 100 мегаваттан асады, – дейді университеттің постдокторанты Марат Қайқанов.
Ғалымдар жаңа жартылай өткізгіш материалдар мен құрылымдардың әртүрлі түрлерін пайдалана отырып, келесі ұрпақтың радиацияға төзімді оптоэлектронды және фотоэлектрлік құрылғыларын жасау үшін гетероидациялық фотодиод тұжырымдамасын жетілдіру жұмысын жалғастырады.
