Сегодняшние устройства, трудящиеся со средней и дальней частью инфракрасного диапазона, требуют охлаждения до низких температур, при которых воздушное пространство делается жидкостью, а время от времени и ниже…

Смотрите кроме этого: Ученые создали робота из материала с переменным состоянием

Ученые Массачусетского технологического университета создали неповторимую разработку, на базе которой создан робот, талантливый поменять собственный состояние, становясь жёстким либо мягким в зависимости от необходимости. В базе разработки лежит материал на базе воска и пеноматериала, что разрешает становиться жёстким при комнатной температуре, и более мягким и вязким при ее увеличении. В один момент, при нагреве материал может ликвидировать маленькие недостатки, трещины в корпусе и другие повреждения.

Охлаждающее оборудование не только дорого, но довольно часто и весьма громоздко, что ограничивает использование аналогичной техники. Инженеры из Мичиганского университета (США) во главе с Чжаохуэй Чжуном (Zhaohui Zhong) попытались поменять обстановку, сделав ИК-детектор на базе графена, и, думается, удачно обошлись без охлаждения. А из этого рукой подать до удешевления и миниатюризации таких устройств.

Структура графенового фотодетектора. В работе он напоминает полевой транзистор с двойным затвором, где роль нижнего затвора играется подстилающий кремний (V gb), а верхним затвором есть верхний графеновый слой — V gt. (Иллюстрация Zhaohui Zhong et al.)

Для чего необходимы устройства, трудящиеся с ИК-лучами, перечислять возможно продолжительно. Обнаружение теплоутечек (да хотя бы из домовладений), ночное видение, медицинский мониторинг кровотока, кроме того обнаружение химикатов в окружающей среде — всё это в полной мере удаётся ИК-детекторам.

Но, кроме неудобства и дороговизны, нынешние ИК-детекторы нехороши ещё и тем, что они редко бывают универсальными. Один прибор прекрасно видит в диапазоне и-ближнем, второй — в среднем, третий — в дальнем. В теории графен в этом смысле большое количество лучше — так как он улавливает и ИК-излучение, и видимое, а также ультрафиолет.

Но вынудить графен преобразовывать захватываемое им излучение в электричество с нужной эффективностью до сих пор не получалось; одноатомная толщина разрешала преобразовать в ток не более 2,3% энергии входящего света, остальные фотоны через графен, не успевая поглотиться. А ведь как раз электрический сигнал, вырабатываемый при поглощении фотона, — база ИК-сенсора.

Дабы решить проблему, исследователи применяли усилители, отслеживая, как очень сильно электрические сигналы, появляющиеся в облучаемом графене, воздействуют на проходящий ток в приборе поблизости.

В конечном устройстве имеется два страницы графена, поделённые изолятором. Через нижний слой пропускается ток, в верхний подаются фотоны, выбивая из него электроны и образуя положительно заряженные дырки. Применяя квантовые эффекты, вероятные лишь на столь малых толщинных масштабах, что свойственны для графеновых страниц, выбитые электроны «прыгают» на нижний слой графена, а дырки в верхнем слое порождают электрическое поле, воздействующее на протекание электричества через нижний слой.

Измеряя колебания этого тока, разработчики делают вывод об излучении, попавшем на верхнюю пластинку.

Результат впечатляет: при комнатной температуре взята чувствительность, сравнимая с той, что имеют криогенные ИК-детекторы. Это не просто «в первый раз в мире», это прибор, за которым смогут последовать революционные трансформации в во множестве областей. Устройство, применяемое как детектор, уже на данный момент меньше ногтя на мизинце, и, по уверениям разработчиков, оно возможно легко уменьшено.

Следовательно, громадные массивы таких детекторов способны образовывать достаточно большие ИК- камеры , действующий при комнатных температурах.

Господин Чжун оптимистичен: «В случае если мы интегрируем отечественное устройство с контактными линзами либо второй носимой электроникой, это расширит ваше зрение». Но дело не только в контактных линзах, разрешающих видеть ночью, до которых ещё пара лет. Само появление ИК-сенсоров, кои легко «сопрячь» с чем угодно, начиная со смартфонов и заканчивая фотоаппаратами, несомненно, серьёзно поменяет рынки аналогичных устройств — чуть ли не так же быстро, как появление ПК перевернуло рынок компьютеров.

Что ещё ответственнее, в теории графеновые сенсоры смогут действенно трудиться в более широком диапазоне, что со временем приведёт к универсальному и чуть ли не вседиапазонному сенсору.

Отчёт об изучении размещён в издании Nature Nanotechnology.

Подготовлено по данным Мичиганского университета.

Создатель: Александр Березин

Случайная статья:

• Dram errors или не спешите винить software
• Линзы, дроны, стедикам: расширяем возможности nokia lumia

Видеть музыку — Развивающий мультфильм для детей

Похожие статьи:

• Так звучит графен: созданы термоакустические динамики

  В первый раз созданы термоакустические динамики, материалом для которых послужил… графен. Изучение учёных из Техасского университета в Остине стало…

• General motors будет штамповать магниевые листы при комнатной температуре

  Компания борется за весовую дисциплину производимых ею авто совсем уж экстремальными способами, планируя перейти от литья подробностей из магниевых…

• Технология rf-capture позоляет «видеть» сквозь стены

  Приветствуем отечественных читателей на страницах блога iCover. Сейчас в отечественной новостной рубрике представлена разработка коллектива лаборатории…