Прибор ночного видения стал деталью для космических технологий

Наука и жизньHi-Tech

Новая жизнь фотокатода

Привычный прибор ночного видения позволил новосибирским физикам создать первые в мире источник спин-поляризованных электронов на основе фотокатода и спиновый триод, а также уникальные фотоприёмники для отечественного космического проекта «Спектр-УФ».

Доктор физико-математических наук Олег Терещенко, профессор РАН, заведующий лабораторией физики и технологии гетероструктур Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН. Материал подготовила Наталия Лескова.

Фотокатоды цезий-йод — ключевая часть электронно-оптических преобразователей для «глаз» обсерватории «Спектр-УФ». Фото Надежды Дмитриевой

Современная полупроводниковая электроника, в середине XX века пришедшая на смену вакуумным электронным лампам, привела к огромным достижениям и дала нам массу возможностей. Однако уже достаточно давно стало понятно, что её прогресс не бесконечен. Рано или поздно, а точнее уже скоро, она подойдёт к своему пределу. Но что придёт ей на смену? В 1980-х годах появились полупроводниковые устройства с вакуумным зазором вместо диэлектриков. Это даже породило выражение «Back to the Future» («назад в будущее»). Примерно в то же время родилась и спинтроника, активно развиваемая последние 30 лет (см. статью: А. Понятов «Спин: ориентация в будущее»,«Наука и жизнь» № 4, 2016 г. — Прим. ред.). Дело в том, что электрон помимо таких интуитивно понятных характеристик, как масса и заряд, обладает спином — собственным магнитным моментом. Одна из основных задач спинтроники — научиться управлять электронами через их спин. Расчёты показывают, что это должно быть значительно менее энергозатратно и гораздо быстрее, чем в традиционной полупроводниковой электронике, основанной на управлении зарядом. Наша научная группа сумела объединить эти два подхода и начала развивать новое направление, которое назвали вакуумной спинтроникой. А оттолкнулись мы от уже привычного фотокатода, основного элемента, например, такого устройства, как прибор ночного видения.

Работа многих фотоэлектронных приборов связана с фотоэффектом — хорошо известном из школьного курса физики физическом явлении, объяснённом Эйнштейном, за что он был удостоен Нобелевской премии по физике в 1921 году. Внешний фотоэффект состоит в том, что фотоны вырывают с поверхности металла или полупроводника электроны, и таким образом те становятся свободными. Почти вся физика приборов, о которых мы будем говорить, основана на этом эффекте для полупроводников. В случае вакуумных приборов электроны из фотокатода выбрасываются в окружающий вакуум.

O'qishni davom ettirish uchun tizimga kiring. Bu tez va bepul.

Roʻyxatdan oʻtish orqali men foydalanish shartlari 

Tavsiya etilgan maqolalar

Мы длинной вереницей идём за Синей птицей… Мы длинной вереницей идём за Синей птицей…

Синяя Птица — символ счастья, которое ищут все люди, но находят лишь немногие

Наука и жизнь
Светлана Миронюк: «Государство сильнее алгоритмов» Светлана Миронюк: «Государство сильнее алгоритмов»

Чему и как стоит учиться в ближайшем будущем

РБК
Код будущего Код будущего

Умные очки для плавания, роботы-сварщики и другие технологии будущего

ТехИнсайдер
Переход на отечественный софт: комфорт превыше всего Переход на отечественный софт: комфорт превыше всего

Как осуществлялось импортозамещение в сфере кадастра и геодезии

Наука и техника
Учимся понимать наши растения Учимся понимать наши растения

Кажется, чего уж проще: полить цветы. Но и здесь есть ряд тонкостей...

Наука и жизнь
Сеть судного дня Сеть судного дня

Инновационная система, способная обеспечить стабильную работу транспорта

ТехИнсайдер
На каком языке говорили скифы? На каком языке говорили скифы?

Обзор книги Сергея Кулланда «Скифы: язык и этногенез»

Знание – сила
Математические фронты Великой Отечественной войны Математические фронты Великой Отечественной войны

В 1930-х годах в России сформировалась плодотворная математическая жизнь

Наука и техника
Искусственный интеллект смотрит в небо Искусственный интеллект смотрит в небо

Как технологии ИИ стали единственным средством для изучения космических глубин

Наука и жизнь
ИИ — иллюзия интеллекта? ИИ — иллюзия интеллекта?

Что же такое искусственный интеллект? Какие опасности он может таить?

Наука и жизнь
Жизнь начинается с растений Жизнь начинается с растений

Как экстремальные условия трансформируют существующие экологические формы

Наука и жизнь
Зерно останется малодоходным Зерно останется малодоходным

Хороший урожай не позволит ценам сильно расти

Агроинвестор
Новости науки Новости науки

Самый яркий квазар, рекордный гамма-квант и другие новости науки

Знание – сила
«Красный» чай в «Бирюзовой чайхане» «Красный» чай в «Бирюзовой чайхане»

Ташкентец Ширяевец стал проводником поэта Есенина в мир Туркестана

Знание – сила
Елена Витчак: «Мы живем во времена нестандартных решений и нестандартных карьер» Елена Витчак: «Мы живем во времена нестандартных решений и нестандартных карьер»

Какие управленческие навыки станут ключевыми и почему карьера больше не линейна

РБК
Золотая жила для агроинвестора Золотая жила для агроинвестора

Сколько стоит зайти на рынок готовой еды

Агроинвестор
Разноцветные пески Калининградских пляжей Разноцветные пески Калининградских пляжей

Почему после шторма песок на Калининградском пляже становится… разноцветным?

Наука и жизнь
Спинной мозг самолета – автопилот Спинной мозг самолета – автопилот

Пока человек толком не понимал, что такое полет, автопилот был не нужен

Наука и техника
Скифы Северного Причерноморья: легенды и реальность Скифы Северного Причерноморья: легенды и реальность

Как греки превратили скифов в символ воинской чести и простоты

Знание – сила
Восточное путешествие с Агатой Кристи Восточное путешествие с Агатой Кристи

Детективы, Восток и археология – всё это сошлось вместе в судьбе Агаты Кристи

Знание – сила
Эволюция бургера Эволюция бургера

Почему бывший американский фастфуд в России растет как на дрожжах

РБК
Путь героя Путь героя

По земле богов и героев, по следам Тесея

Вокруг света
Как искусственный интеллект переписывает правила медиарынка Как искусственный интеллект переписывает правила медиарынка

О том, где проходит граница между помощником человека и его заменой

ТехИнсайдер
Редомициляция, или Переезд как по нотам Редомициляция, или Переезд как по нотам

Рост акций выше 50% и другие перемены в жизни компаний, сменивших юрисдикцию

РБК
Позвольте представить: виноградовник Позвольте представить: виноградовник

Чем придать естественности натургардену? Попробуйте посадить виноградовник

Наука и жизнь
Всем пригож песец Всем пригож песец

Песец – полярный кочевник с удивительной выносливостью

Знание – сила
«Мозг – самый важный орган» «Мозг – самый важный орган»

Что такое память? Где она «хранится»? Почему мы помним не всё?

Знание – сила
Картошинг и иные способы заработать на миллениалах Картошинг и иные способы заработать на миллениалах

Семь форматов, которые бизнес может развивать для поколения Y

РБК
Беременные андроиды Беременные андроиды

В последнее время идет прогресс в работах над искусственной маткой

ТехИнсайдер
Тучерезы Тучерезы

Какие современные здания имеют шансы пережить столетия?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении