IT-технології

Інфрачервоний датчик розміром з контактну лінзу

Дослідники з Мічиганського університету показали нову розробку, яка дозволить використовувати контактні лінзи здатні сприймати весь діапазон інфрачервоного світла і при цьому, не вимагаючи при цьому додаткових систем охолоджень.

Власне в останньому пункті і полягала основна проблема мініатюризації подібного роду розробок. Проте вчені знайшли вихід, використовуючи новий датчик власної розробки на основі графену. За словами доцента університету Мічігану Жаохуі Жонг, вже зараз розробники можуть створити конструкцію графенового інфрачервоного датчика досить тонкою, що б інтегрувати в конструкцію мобільного телефону, а при бажанні і старанні, конструкцію можна вмістити в контактні лінзи.

Незважаючи на те, що використовуваний графен володіє унікальним набором електричних і оптичних характеристик, у цього матеріалу спостерігаються провали, які найяскравіше проявляються в діапазоні довгохвильового інфрачервоного світла. Саме в цьому діапазоні графен поглинає не більше 2-3% від усього падаючого світла, чого недостатньо для того, що б отримати стійкий електричний сигнал.

Інфрачервоний датчик розміром з контактну лінзу

«Проблемою всіх існуючих фотодатчиків на основі графену є їх низька чутливість, пов'язана з одноатомної товщиною кристалічної решітки графену. Чутливість цих датчиків в 100-1000 разів нижче, ніж потрібно для їх практичного використання ». -Жаохуі Жонг

Інфрачервоний датчик розміром з контактну лінзу

І на відміну від своїх колег, вченим з Мічигану вдалося вирішити дану проблему, розробивши новий спосіб отримання та посилення електричного сигналу. Зробити це вдалося реєструючи зміни поточного електричного струму від джерела через другий шар графена. Коли фотони світла стикаються з атомами вуглецю верхнього графенового шару, це призводить до вивільнення електрона, на місці якого залишається порожнє місце, електронна дірка в кристалічній решітці, яка є носієм позитивного електричного заряду.

Інфрачервоний датчик розміром з контактну лінзу

У свою чергу, завдяки незначній товщині ізоляційного матеріалу вільні електрони за рахунок ефекту квантового тунелювання переходили на нижній шар, в той час як позитивне електричне поле верхнього шару зрушує значення забороненої зони нижнього шару, роблячи вплив на електричний струм, поточний через даний шар. Все це дозволяє дослідникам судити про силу падаючого світла.

Як вважають вчені, новий пристрій знайде свою нішу не тільки в традиційних галузях військової та наукової сфери, а й в електроніці споживчого класу.

   
   

Цей проект є науково-популярним періодичним виданням, що покликаний висвітлювати нові технології і допомагати робити наше життя кращим. Знання - ось що є двигуном прогресу, не тільки лінь. Ми - це сайт наукових новин, ми регулярно збираємо і публікуємо новини в науці, техніці, медицині, космонавтиці, а також пишемо про все найцікавіше у світі науки.

Зображення