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

Вести из лабораторий Вести из лабораторий

Биосенсор из спирулины и космическая фотосессия Луны с наноспутника ДЗЗ

Наука и жизнь
Жизнь начинается с растений Жизнь начинается с растений

Как экстремальные условия трансформируют существующие экологические формы

Наука и жизнь
Свежий взгляд Свежий взгляд

Основательница компании Trinity Yachts Анна Гончарук о том, как начался ее путь

Y Magazine
В «Зеленой Долине» разместится 40 тыс. голов КРС В «Зеленой Долине» разместится 40 тыс. голов КРС

Агрохолдинг «Зеленая Долина» возведет крупнейший в Европе молочный комплекс

Агроинвестор
Ежевичный холм и его обитатели Ежевичный холм и его обитатели

Выход жизни на сушу – вопрос, интересующий не только специалистов

Наука и техника
Спинной мозг самолета – автопилот Спинной мозг самолета – автопилот

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

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
Рихард Зорге: Самый успешный разведчик по версии Эдгара Гувера Рихард Зорге: Самый успешный разведчик по версии Эдгара Гувера

Легендарный Рихард Зорге: «”Висбаден” всегда на связи»

Знание – сила
Есенин: божественный бросок вперед Есенин: божественный бросок вперед

Почему творчество Есенина до сих пор вызывает отклик у читателей?

Знание – сила
Одна маленькая лягушка и 10 000 мышей Одна маленькая лягушка и 10 000 мышей

Почему батрахотоксин смертелен для человека, но безвреден для маленькой лягушки?

Наука и жизнь
Галльская война Галльская война

Юлий Цезарь: завоевание Галлии

Знание – сила
Тучерезы Тучерезы

Какие современные здания имеют шансы пережить столетия?

ТехИнсайдер
Новости науки Новости науки

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

Знание – сила
Жизнь с начала времён Жизнь с начала времён

Как «каменные страницы» отражает биографию планеты Земля

Наука и жизнь
Ненасытный интеллект Ненасытный интеллект

Создание ИИ следующих поколений столкнулось с неожиданным препятствием

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
Достоевский и раненая самость Достоевский и раненая самость

Психологическая анатомия духовного напряжения

Знание – сила
Самые быстрые Самые быстрые

Когда речь заходит о скорости, победитель может быть только один

ТехИнсайдер
Биосигнатуры и их разоблачение: жизненно важные улики Биосигнатуры и их разоблачение: жизненно важные улики

Судить о возможном существовании иной жизни приходится по косвенным признакам

ТехИнсайдер
Скифы Северного Причерноморья: легенды и реальность Скифы Северного Причерноморья: легенды и реальность

Как греки превратили скифов в символ воинской чести и простоты

Знание – сила
В борьбе за экологию В борьбе за экологию

Чем станет повышение ставок экосбора на упаковку

Агроинвестор
Всем пригож песец Всем пригож песец

Песец – полярный кочевник с удивительной выносливостью

Знание – сила
Масложировая отрасль снова идет на рекорд Масложировая отрасль снова идет на рекорд

Валовой сбор масличных может превысить 34 млн т

Агроинвестор
Три кита пивной отрасли Три кита пивной отрасли

Как идет импортозамещение солода, хмеля и пивоваренного ячменя

Агроинвестор
Восточное путешествие с Агатой Кристи Восточное путешествие с Агатой Кристи

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

Знание – сила
Искусственный интеллект смотрит в небо Искусственный интеллект смотрит в небо

Как технологии ИИ стали единственным средством для изучения космических глубин

Наука и жизнь
Математические фронты Великой Отечественной войны Математические фронты Великой Отечественной войны

В 1930-х годах в России сформировалась плодотворная математическая жизнь

Наука и техника
Тувинская «долина царей» – кладбище вождей азиатской Скифии Тувинская «долина царей» – кладбище вождей азиатской Скифии

Археология постепенно заставляет тувинскую «долину царей» открывать свои тайны

Знание – сила
Наука в фантастике: эпизоды истории Наука в фантастике: эпизоды истории

Смельчаки, которые предлагали читателям космооперу с коммунистическим колоритом

Наука и жизнь
Боспор: царство греков и варваров Боспор: царство греков и варваров

Почему события, происходившие в Боспоре, имели для Афин большое значение?

Наука и жизнь
Открыть в приложении