1758690398
2025-09-24 04:00:00
Newswise-исследовательская группа в Южной Корее разработала материал датчика следующего поколения, способный интегрировать обнаружение нескольких длин волн света.
Совместная исследовательская группа во главе с доктором Вуосоком Песни в Корейский научно -исследовательский институт химических технологий (KRICT) и профессор Дэ Хо Юн из Университета Сунккункун успешно разработал новый широкополосный фотоприемник, который может ощутить более широкий спектр длин волн по сравнению с существующими коммерческими материалами и достиг экономически эффективного синтеза на 6-дюймовом пластинном подложке.
Фотографии обычно делятся на разные категории в зависимости от диапазона длины волн, который они обнаруживают, обслуживают приложения в смарт -устройствах, безопасность, мониторинг окружающей среды и здравоохранение. До сих пор требовались отдельные датчики для видимых, почти инфракрасных (NIR), среднего инфракрасного (MWIR) и длинноволнового инфракрасного (LWIR). Например, автономные транспортные средства или военные дроны, необходимые для установки нескольких датчиков для различных функций. Широкополосные фотоприемники, однако, интегрируют множественные диапазоны длины волны в один датчик. Обычные широкополосные датчики, основанные на двумерных (2D) материалах, могут обнаружить только от видимых до длин волн NIR, в то время как обнаружение MWIR и LWIR была ограничена, а их плохая стабильность при вариациях влажности и температуры препятствовала наружным или оборонным применениям.
Недавно разработанный материал широкополосного фотоприемника обнаруживает полный спектр от видимых до LWIR и поддерживает стабильность даже в условиях высокой температуры и высокой влажности. Это позволяет упростить конструкции продукта, а затраты на производство снижаются за счет замены нескольких датчиков одним интегрированным устройством. Например, автономное транспортное средство или военный беспилотник могут интегрировать датчики видимого света (для дневной визуализации и распознавания), датчиков NIR, таких как LiDAR (для измерения расстояния) и датчики MWIR/LWIR (для обнаружения ночного человека).
Команда использовала топологический кристаллический изолятор (snse₀.₉te₀.₁), полученный из 2D полупроводникового олова (SNSE) с заменой Tellurium (TE). В качестве квантового материала, TCIS демонстрирует узкую полосу, что позволяет обнаружить длинноволновый свет, такой как MWIR и LWIR, а также поддерживает высокую стабильность. В отличие от обычных двухмерных полупроводников, которые не могут обнаружить низкоэнергетические фотоны из-за широкой полосы, структура TCI позволяет электронам свободно перемещаться по поверхностным состояниям, обеспечивая широкополосную и высокочувствительную обнаружение, в том числе тонкое тепловое излучение LWIR, такое как то, что излучается человеческими пальцами.
В результате этот новый материал достигает обнаружения широкополосной связи в диапазоне ~ 8 × шире (0,5–9,6 мкм) по сравнению с обычными 2D полупроводниками (0,4–1,2 мкм). Он также тонкий, легкий и очень стабильный при высокой температуре, влажности и даже под водными условиями.
Другим ключевым преимуществом является упрощенный и недорогой процесс изготовления. В то время как традиционный синтез TCI требовал дорогостоящего сверхвысокого оборудования, такого как эпитаксия молекулярного луча (MBE), исследовательская группа разработала snse₀.₉te₀.₁, чтобы сохранить топологические свойства, будучи менее чувствительными, что обеспечивает экономичный синтез термического разложения на основе решений. Это позволило равномерному производству на 6-дюймовой пластине размером с ладонь, которая совместима с существующими полупроводниковыми процессами, что делает его благоприятным для крупномасштабного производства.
В настоящее время команда распространяет эту технологию до 8-дюймовых или больших вафей и интегрирует массивы датчиков и цепи для разработки полных датчиков.
Доктор Вуосок Сонг объяснил: «Этот датчик может охватывать приложения, начиная от автономных транспортных средств и военных беспилотников до умных часов и домашних систем безопасности IoT».
Президент KRICT Янг-Кук Ли подчеркнул: «Этот прорыв отметит поворотный момент в замене дорогих импортированных широкополосных датчиков и введет эпоху высокопроизводительных, продуцируемых внутренним широкополосным датчиком».
Это исследование было опубликовано в ACS Nano (Factor Factor: 16.0) в июле 2025 года. Доктор Вуосок Сонг (KRICT) и профессор Дэ Хо Юн (Университет Sungkyunkwan) служил соответствующими авторами, с До Хен Ли и Хиэонг-Ку Джо из KRICT в качестве первых авторов.
###
KRICT-это некоммерческий исследовательский институт, финансируемый корейским правительством. С момента своего основания в 1976 году Крикт сыграл ведущую роль в продвижении национальных химических технологий в области химии, материальной науки, экологической науки и химического машиностроения. Теперь KRICT продвигается вперед, чтобы стать ведущим в мировом исследовательском институте, решающий наиболее сложные проблемы в области химии и инженерии, и будет продолжать выполнять свою роль в разработке химических технологий, которые приносят пользу всему миру и способствуют поддержанию здоровой планеты. Более подробную информацию о KRICT можно найти в https://www.krict.re.kr/eng/
Исследование было поддержано базовой программой исследований KRICT и Программой развития технологий нано/материалов Национального исследовательского фонда Кореи, финансируемой Министерством науки и ИКТ.
#Материал #широкополосного #фотоприемника #Интеграция #дневного #признания #измерения #расстояния
Продолжение темы
