Niedrogi czujnik podczerwieni, który nie wymaga chłodzenia ani zasilania, może być podstawą nowej, taniej i łatwej w eksploatacji generacji urządzeń noktowizyjnych - informuje pismo „Science Bulletin”.
Detektory podczerwieni (IR) mają kluczowe znaczenie dla noktowizji, obrazowania medycznego i pojazdów autonomicznych, w tym dronów cywilnych i wojskowych. Korzystają z nich także strażacy, ratownicy czy elektrycy i instalatorzy szukający przegrzewających się elementów lub miejsc, którymi ciepło ucieka z budynków. Jednak wysokowydajne czujniki podczerwieni zazwyczaj wymagają dużych, energochłonnych systemów chłodzenia, co ogranicza ich powszechne zastosowanie i zwiększa koszty.
Zespół naukowców z Uniwersytetu w Wuhan (Chiny) i współpracujących instytucji opracował przełomowy czujnik podczerwieni, który działa wydajnie w temperaturze pokojowej i bez zewnętrznego zasilania (http://dx.doi.org/10.1016/j.scib.2026.02.023).
Zespół wykorzystał metodę chemicznego osadzania z fazy gazowej do wytworzenia monokrystalicznych warstw siarczku ołowiu (PbS) o wielkości płytki półprzewodnikowej na podłożu z tytanianu strontu. Proces ten pozwala uzyskać wysokiej jakości materiał z minimalną liczbą defektów.
Naukowcy zaprojektowali także nowatorską, asymetryczną strukturę elektrody: jedna strona wykorzystuje styk chromowo-złoty (Cr/Au), a druga przezroczystą powłokę z tlenku indu i cynku (IZO). Taka konfiguracja tworzy pole elektryczne na styku PbS/IZO. Gdy światło podczerwone pada na detektor, pole to skutecznie oddziela generowane ładunki elektryczne, generując silny sygnał bez potrzeby korzystania z zewnętrznej baterii.
Nowy detektor charakteryzuje się szybkim czasem reakcji (poniżej jednej milisekundy, czyli tysięcznej części sekundy), wysoką czułością w zakresie bliskiej podczerwieni oraz możliwością generowania wyraźnych obrazów w temperaturze pokojowej. Powinno to pozwolić na znaczne zmniejszenie rozmiaru, kosztu i zużycie energii kamer IR, potencjalnie integrując je z elektroniką użytkową codziennego użytku, zaawansowanymi systemami wspomagania kierowcy i przenośnymi urządzeniami medycznymi.
„Ta praca pokonuje tradycyjną barierę chłodzenia dla detektorów podczerwieni” – powiedział autor korespondencyjny Yao Wen. Według niego integracja wysokiej jakości materiałów z inżynierią inteligentnych urządzeń otwiera skalowalną drogę do tanich, niechłodzonych systemów obrazowania w podczerwieni do przyszłych zastosowań.
Paweł Wernicki (PAP)
pmw/ bar/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
