Ученые НИТУ МИСИС совместно с коллегами разработали сверхбыстрый интегрально-оптический детектор, который можно использовать в различных областях, таких как телекоммуникации, медицинские биосенсоры и системы безопасности. Этот детектор способен обнаруживать слабые инфракрасные сигналы в интегрально-оптическом чипе с невероятной скоростью — в 100 миллионов раз быстрее, чем аналогичные устройства, обновляя данные более миллиарда раз в секунду.
Фотонные интегральные схемы играют ключевую роль в преобразовании оптических сигналов в электрические. Разработка недорогих и высокоточных детекторов является приоритетной задачей для ученых. В сотрудничестве с коллегами из НИУ ВШЭ, Сколтеха и МПГУ, исследователи создали тепловой приемник излучения — болометр — на основе углеродных нанотрубок. Этот новый детектор работает на частоте 1 ГГц, что значительно превосходит предыдущие устройства на базе нанотрубок.
Кандидат физико-математических наук Вадим Ковалюк отметил, что разработанная технология покрытия фотонных чипов нанотрубками решает проблему создания дешевых и компактных детекторов для интегрально-оптических схем. Это открывает новые возможности для быстрого и точного обнаружения инфракрасного излучения в различных приложениях.
Современные болометры изготавливаются с использованием сложных технологий, таких как химическое осаждение из газовой фазы и выращивание кристаллов.
Процесс нанесения пленки из одностенных углеродных нанотрубок значительно упрощается благодаря методу сухого переноса, который позволяет аккуратно и равномерно покрывать поверхности без использования жидкостей и химикатов.
Эти пленки могут сцепляться с различными материалами, включая гибкие и прозрачные подложки, что делает их идеальными для использования в смартфонах, переносных датчиках и приборах для анализа окружающей среды.
Контролируя параметры роста углеродных нанотрубок, можно изменять состав покрытия, например, для улучшения электрического согласования с приемными схемами и поглощения электромагнитных волн определенной длины.
В исследовании была проанализирована эффективность работы болометров на основе известного уравнения теплового баланса.
Выяснили, что с увеличением чувствительности детектора падает его скорость детектирования.
В связи с этим применение недорогих полупроводниковых усилителей позволяет компенсировать снижение чувствительности, одновременно повышая быстродействие фотоприемника.
Также метод сухого переноса углеродной пленки на оптические волноводы из нитрида кремния создает оптимальные условия для сопряжения, обеспечивая почти полное поглощение света при компактном дизайне.
Совсем недавно был разработан новый тип болометра, обладающий высокой скоростью работы благодаря уникальным свойствам углеродных нанотрубок.
Эти нанотрубки характеризуются высокой проводимостью как электричества, так и тепла, при этом отличаясь низкой теплоемкостью.
Это открытие создает возможности для внедрения болометров, основанных на пленках углеродных нанотрубок, в современные технологии, позволяя реализовать быструю обработку данных и создавать полностью оптические нейросети.
Это также предполагает использование фотонных интегральных схем в микроэлектронике и телекоммуникациях.
Более подробные результаты данного исследования опубликованы в научном журнале «Applied Physics Letters», который входит в квартиль Q1.
Исследования проводятся в НИТУ МИСИС, высоко оцененном вузе, который первым в России получил статус «Национального исследовательского технологического университета».
НИТУ МИСИС занимает первое место в стране и находится в ТОП-100 мировых университетов в рейтинге QS Materials Science 2023 года.
Университет обладает 45 научно-исследовательскими лабораториями и 3 научными центрами мирового уровня, а его структура включает 8 институтов, 4 филиала в России и 2 за рубежом.
Ученые КНИТУ-КАИ имени А. Н. Туполева и Центрального института авиационного моторостроения имени П. И. Баранова разработали новую конструкцию топливных форсунок для авиационных воздушно-реактивных двигателей.
Эта инновация включает систему охлаждения, которая предотвращает образование углеродистого осадка, благодаря наружной рубашке охлаждения с каналами особой геометрии.
В рамках данной работы исследователи создали новое магнитное состояние, известное как магнито-ионный вихрь или «вортион». Эта разработка позволит обеспечить точный контроль магнитных свойств на наномасштабе при комнатной температуре, открывая перспективы для более энергоэффективных вычислительных устройств.
В то же время, ученые из Южной Кореи и Канады выяснили причину парадокса счастья, утверждая, что попытки стать счастливее могут истощать систему самоконтроля, что приводит к обратному эффекту.
Также, 2 марта 2025 года, аппарат Blue Ghost компании Firefly Aerospace совершил успешную посадку в Море Кризисов, что является важным достижением в области частных космических исследований.
Пон Джун‑хо представил на 75-м Берлинском кинофестивале свой новый проект «Микки17», который привлек внимание критиков за удачное сочетание научной фантастики, социальной сатиры и черного юмора.
Кроме того, астероид Оумуамуа, пролетевший через Солнечную систему в 2017 году, оставил значительное впечатление благодаря своей необычно вытянутой форме.
Астрономы продолжают исследовать структуру галактик во Вселенной и пришли к выводу, что почти треть всех наблюдаемых галактик объединены в пять крупных галактических сверхскоплений.
В одной из трехмерных карт, созданной учеными, выделяется одно сверхскопление, простирающееся на миллиард световых лет.
В другой области науки, палеонтологи изучили редкий скелет плезиозавра, найденный в Германии в 1940 году.
Исследования показали наличие мягких тканей, таких как кожа с клеточными ядрами и чешуйки, что добавляет новые детали в представление о внешнем виде этих существ, обитавших более 180 миллионов лет назад.
