Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 531

Чувствительные элементы тепловизоров станут более предсказуемыми

Чувствительные элементы тепловизоров станут более предсказуемыми
Физики из МФТИ научились моделировать проводимость материала для детекторов тепловизионных приборов.

Физики из МФТИ научились моделировать проводимость материала для детекторов тепловизионных приборов.

Нагретые предметы испускают инфракрасные волны. Чем горячее тело, тем ярче оно «светится». К сожалению, человеческое зрение не позволяет нам видеть инфракрасный свет. В противном случае мы могли бы избежать многих неприятных ситуаций. Например, случайно не дотронуться до горячего утюга или не наступить в темноте на спящего кота.

Увидеть невидимое инфракрасное излучение нам помогают специальные приборы – тепловизоры. Эти устройства  позволяют не только наблюдать в темноте за животными, но и используются для поиска пострадавших в  чрезвычайных  ситуациях, нахождения источников пожаров и многого другого.

Диоксид ванадия (VO2)  - материал  для детекторов тепловизионных приборов.  Исследователи из МФТИ,  Института  теоретической и прикладной электродинамики РАН узнали, как именно плёнки диоксида ванадия становятся  проводящими.  Это позволит удешевить тепловизоры на основе таких пленок, увеличить ихчувствительность и разрешение.

Способность плёнок диоксида ванадия становиться  проводящими  обнаружили  ещё  в середине прошлого века. Однако до  сих пор точный механизм изменения свойств материала был неизвестен. Если точно знать механизм процесса, то можно синтезировать тонкие плёнки с заданными заранее свойствами: температурой, при которой  меняются  проводящие  свойства, или отношением сопротивлений до и после нагревания. 

«Одна из самых полезных вещей, которую можно делать из такой плёнки, — это чувствительные элементы для  неохлаждаемого болометра. Болометр — основа тепловизора. Применение пленок диоксида ванадия позволит удешевить  тепловизоры, увеличить их чувствительность и разрешение», — комментирует Виктор Полозов, аспирант Физтех-школы  физики и исследований им. Ландау.

Исследователи из МФТИ предположили, что смена состояния плёнки диоксида ванадия происходит по следующему  сценарию: сначала плёнка нагревается, в каких-то местах её возникают проводящие области. Затем проводящие области  образуют канал, благодаря которому плёнка становится проводящей. При дальнейшем нагреве этот канал  расширяется,  а  сопротивление плёнки — уменьшается.

Этот процесс называется «режим с обострением». Подобные процессы раньше уже обнаруживали и в других материалах.  Например, в высокотемпературных сверхпроводниках в переходе «проводник — сверхпроводник».  Чтобы доказать, что  в  плёнках VO2 при нагреве реализуется такой же сценарий, учёные объединили теоретический и экспериментальный подход. 

«Теоретические расчёты совпали с экспериментальными, причём для плёнок с различной структурой, нанесённых  на  различные подложки. Мы сделали вывод, что данный механизм универсален — то есть все тонкие плёнки VO2  становятся  проводящими при нагревании именно таким образом», — говорит Александр Рахманов, профессор кафедры  электродинамики сложных систем и нанофотоники Физтех-школа физики и исследований им.Ландау.

Физики подтвердили своё предположение, что переход в VO2 может быть описан как процесс в режиме с обострением.  Теперь, зная, что переход происходит именно по такому механизму, исследователи могут моделировать  данный процесс,  чем  и  планируют заняться в рамках дальнейшей работы.

Источник: www.nkj.ru

мфти ран электродинамика

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.