О нас

Компания ДЕФАН работает над созданием нового поколения лавинных фотоприемников для регистрации световых сигналов с высокой чувствительностью в беспрецедентно широком динамическом диапазоне.
Мы – компания-стартап, состоящая из физиков, технологов и предпринимателей. Для изготовления продукта мы сотрудничаем с полупроводниковыми производствами. Мы подали заявки на разрабатываемые приборы в Российское патентное ведомство (в том числе и по процедуре PCT).
В настоящее время компания ДЕФАН заинтересована в партнерстве, включая совместные патентные решения, с фабами – производителями микро- и оптоэлектронных приборов, а также разработчиками оптических информационных систем различных направлений и применений.

Продукт

Наш продукт – твердотельный фотоумножитель (ТФУ) нового поколения с расширенным динамическим диапазоном при высокой чувствительности, быстродействии и низком уровне собственных шумов.

Совокупность таких базовых параметров существенно расширит присутствие ТФУ на рынке высокотехнологичных приборов и систем медицинской визуализации, биотехнологии, промышленных датчиков и сенсоров, физике высоких энергий, мониторинге окружающей среды, и, в частности, будет способствовать вытеснению безальтернативных на сегодняшний день вакуумных фотоэлектронных умножителей (ФЭУ).

Для достижения этой цели разработаны конструкции матричных ТФУ ДЕФАН с миниатюрными лавинными усилительными каналами, которые позволяют разрешить основное противоречие, существующее в современных ТФУ, между двумя ключевыми параметрами: динамическим диапазоном, определяемым плотностью ячеек, и светочувствительной площадью прибора, определяющей эффективность фоторегистрации.


Пилотные образцы ТФУ ДЕФАН площадью 1×1 мм2 имеют плотность усилительных каналов (ячеек) 4.4×104 мм-2 при коэффициенте светочувствительной площади (геометрическом факторе) 0.83.

Для сравнения, один из ведущих приборов по динамическому диапазону, выпускаемый основным игроком на рынке фотоумножителей площадью 1×1 мм2 имеет число пикселей 104, при этом его геометрический фактор составляет 0.33.

Оценочные измерения взаимного влияния соседних ячеек (crosstalk), основного источника избыточных шумов в традиционных матричных ТФУ, препятствующего повышению плотности ячеек традиционных приборов такого типа, в приборах ДЕФАН показали

весьма низкие значения crosstalk – не более 3%

Это открывает возможности для дальнейшего повышения плотности ячеек и, соответственно, динамического диапазона в будущих модификациях приборов данной конструкции.

В настоящее время изготавливаются и готовятся к испытаниям опытные образцы ТФУ ДЕФАН со следующими базовыми параметрами:
  • Плотность ячеек — до 105 мм-2;
  • Геометрический фактор — до 0.80;
  • Crosstalk < 3%;
  • Время разрешения   1 нс.

Партия опытных образцов изготовлена в августе 2017 года.

Применения

Одной из целей компании ДЕФАН является замена вакуумных фотодетекторов на твердотельные.

В ходе измерений детектор ДЕФАН уже демонстрирует конкурентоспособные значения основных параметров и обладает высоким конструктивным потенциалом для их дальнейшего улучшения. Можно ожидать широкого использования детекторов ДЕФАН в различных применениях:

Системы медицинской визуализации

  • Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)
  • ­Гамма камеры ­
  • ­Рентгеновское диагностическое оборудование

Биотехнологиии

  • ­Проточные цитометры
  • ­Сканеры для ДНК-чипов­
  • ­Люминесцентные / флоуресцентные иммунотесты

Лидары

  • ­Автомобили
  • Робототехника
  • Картирование

Применения в промышленности

  • Лазерные сканеры
  • Толщиномеры

Спектрофотометрия

  • Спектрометрия в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях
  • Атомно-абсорбционная спектрометрия
  • Флуороспектрофотометры

Авиакосмические применения

  • Рентгеновское излучение в астрономии
  • Измерители озонового слоя
  • Мониторинговые системы полетов

История

1990-е годы

Решение предельной задачи детектирования сигналов – аналоговой регистрации с одноэлектронной пороговой чувствительностью стало возможным после двух базовых технических решений, предложенных и реализованных авторами проекта Виталием Шубиным и Дмитрием Шушаковым в середине девяностых годов.

Первое из них – это эффект автокалибровки токового шнура, порождаемого одним электроном в лавинной структуре с отрицательной обратной связью при надкритическом напряжении. Результатом этого эффекта является реализация порогового усилителя одноэлектронного сигнала с высокой вероятностью срабатывания и стабильным калиброванным выходным сигналом.

Второе заключается в использовании для детектирования аналоговых сигналов лавинной структуры с отрицательной обратной связью в надкритическом, так называемом гейгеровском, режиме путем суммирования выходных сигналов от реализуемых в такой структуре пороговых одноэлектронных усилителей, усиливающих каждый сигнальный электрон в отдельности.

Начало 2000-х

В группе Шубина с начала 2000-х развивался подход к конструированию многоячеистых твердотельных умножителей с большим динамическим диапазоном, альтернативный традиционному направлению SiPM.

2013

В Российском квантовом центре развивается новое направление аналоговых фотодетекторов ДЕФАН с повышенным динамическим диапазоном при высоких значениях чувствительности, быстродействия и низком уровне собственных шумов.

2014

Зарегистрирована компания ДЕФАН. Начало взаимодействия с фабом.

2015

Поставлены и отработаны на базе стандартных техпроцессов фаба все ключевые элементы технологии изготовления ТФУ Дефан.

Проект представлен Грантовому комитету Фонда Сколково, получен грант на три года.

2016

Поданы заявки на выдачу патента на территории Российской Федерации и по процедуре PCT.

Подтверждена работоспособность новой технологии: изготовлен экспериментальный образец и с плотностью усилительных каналов (ячеек) >4х104 mm-2 при коэффициенте светочувствительной площади (геометрическом факторе) >80%.

Июль 2016

Получен опытный образец ТФУ Дефан.

Август 2017

Проведены сравнительные испытания опытного образца с коммерческими ТФУ на демо-стендах, эмулирующих прикладные задачи (лидар, Hi-Res PET). Подтверждена перспективность нового ТФУ для ряда применений.

Составлен предварительный Data Sheet нового ТФУ по результатам измерений опытного образца.

Ноябрь 2017

Поданы патентные заявки на национальные фазы (США, Япония, Европа).

Февраль 2018

Опубликованы на Photonics West 2018 модель работы и основные характеристики нового прибора.

3 кв. 2018

Изготовлены опытные образцы с улучшенными характеристиками, кастомизированные по площадям и спектральной чувствительности под несколько областей применения, а также прототип матрицы 2х2.

4 кв. 2018 .. 1 кв. 2019

Сборка демо-лидара на базе опытного образца ТФУ Дефан.

Апробация кастомизированных приборов в ряде областей применения (LIDAR, Medical Imaging, 3D imaging, Nuclear Science), публикация результатов.

2 кв. 2019

Изготовление опытных образцов ТФУ Дефан, оптимизированных по результатам апробации.

Завершение гранта Сколково.

3 кв.2019

Подготовка промышленного изготовления ТФУ Дефан.

Контакты

143025, Московская область, Сколково, ул. Новая, д.100, Бизнес-центр «Урал» .
mail(at)dephan.com
55.695548 37.39053999999999