Infrapuna-anturi hiilinanoputkista

29.05.2012

swnct-infrared-280.jpgTeleskoopeissa ja kuitutietoliikenteessä käytettyjä tarkimpia infrapuna-ilmaisimia täytyy jatkuvasti jäähdyttää, jotta niiden itsensä tuottama hajalämpösäteily ei peittäisi signaalia.

Ryhmä kiinalais-amerikkalaisia tutkijoita on nyt kehittänyt erittäin herkän jäähdytystä kaipaamattoman infrapunailmaisimen. Tämä fotoni-tyyppinen anturi on valmistettu yksiseinämäisistä hiilinanoputkista kertoo Optical Materials Express -julkaisu.

Hiilinanoputkilla on monien muiden ominaisuuksien lisäksi vahva ja laajakaistainen infrapunavalon absorbtiokyky, jota voidaan säädellä valitsemalla halkaisijaltaan erilaisia nanoputkia.

Koska hiilinanoputkilla on myös korkea elektronien liikkuvuus uudenlainen anturi reagoi erittäin nopeasti, käytännössä pikosekunneissa. Esimerkiksi perinteisiin HgCdTe-antureihin verrattuna uusi anturimateriaali on tutkijoiden mukaan kertaluokkaa tehokkaampi.

Tutkijoiden mukaan uusi ilmaisin osoittaa hyväksyttävää herkkyyttä huoneen lämpötilassa ja se voi merkittävästi vielä parantua kasvattamalla hiilinanoputkien tiheyttä uskoo tutkijaryhmä.

Uusi infrapunavaloanturi rakennettiin ryhmittämällä nanoputket piialustalle palladium- ja skandium-kontaktien väliin. Niiden eri atomirakenteet muodostavat ohmisen kontaktin hiilinanoputkien vastaavien valenssi- ja johtavuusvöiden kanssa.

Uusi rakenne eliminoi jäähdytyksen koska hiilinanoputket emittoivat huoneen lämpötilassa verrattain vähän omaa infrapunasäteilyä ja erityisesti silloin kun ne ovat jollain alustalla. Lisäksi ne ovat erittäin hyviä lämmönjohteita, joten lämpö ei kerry ilmaisimeen itseensä.

Ilmaisinantureiden valmistus on jo implementoitu joustaville alustoille ja suurille piikiekoille edullisin kustannuksin.

Seuraavaksi ryhmä keskittyy parantamaan ilmaisua tiheämmillä nanoputkiryhmillä ja pyrkii saavuttamaan laajemman spektrivasteen parannetulla halkaisijoiden hallinnalla.
17.10.2019Spin- ja varausvirran hallintaa
16.10.2019Spektrometriaa sirupiirillä
15.10.2019Uusia ulottuvuuksia printtielektroniikalle
14.10.2019Löytö energiatehokkaalle elektroniikalle
11.10.2019Pikotiedettä ja uusia materiaaleja
10.10.2019Lomittumista 50 kilometrissä valokuitua
09.10.2019Koneoppiminen etsii uusia materiaaleja
08.10.2019Parhaat kahdesta maailmasta: Magnetismi ja Weyl -puolimetallit
07.10.2019Tehokkaampaa energian keruuta IoT-antureille
04.10.2019Uusia kierrätyskelpoisia akkukonsepteja

Siirry arkistoon »