Инженеры разработали «невозможный» фотодиод с КПД 200%

Команда из Технологического университета Эйндховена (Нидерланды) разработала тонкопленочный фотодиод с чрезвычайно высокой чувствительностью в ближнем инфракрасном диапазоне, квантовая эффективность которого — количество фотонов, преобразуемых диодом в электроны — составляет более 200%! Эта технология может быть использована для дистанционного мониторинга работы сердца и дыхания человека.

Дискретный и непрерывный мониторинг жизнедеятельности пациента важен для диагностики здоровья. Частота сердечных сокращений — один из самых важных и тщательно отслеживаемых жизненно важных показателей. В настоящее время мониторинг может осуществляться неинвазивно (например, с помощью электрокардиограммы), включая оптические методы, такие как фотоплетизмография (PPG) и мониторинг движения грудной клетки. Эти методы основаны на взаимодействии света с человеческим телом и позволяют проводить дистанционную и полностью бесконтактную оценку — более гигиеничную, чем кожные устройства, и предпочтительную там, где требуется больший комфорт для пациента.

Эти оптические методы работают следующим образом: подкожная ткань освещается зеленым, красным или ближним инфракрасным источником света, а проходящий или отраженный свет измеряется фотодатчиком. По световым колебаниям можно судить об объемных изменениях артериальной крови с течением времени. Предпочтительнее использовать источник света ближнего инфракрасного диапазона, поскольку он невидим и более безопасен для человеческого глаза; однако для этого необходимо, чтобы фотодетектор был высокочувствителен к этому диапазону световых волн. Но чем больше расстояние до пациента, тем слабее сигналы и выше фоновый шум. Исследователи разработали новый тип фотодиода, который позволяет преодолеть эти проблемы.