Uutta materiaalia LIDAR laitteisiin

Lyhytaaltoisen infrapunan (SWIR) taajuusalue on erittäin ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka tekevät siitä ihanteellisen useisiin sovelluksiin, kuten vähemmän herkille ilmakehän sironnan vaikutukselle ja se on "silmäturvallinen".

Näitä ovat Light Detection and Ranging (LIDAR) – menetelmä alueen ja etäisyyksien määrittämiseen lasereilla –, tilan paikallistaminen ja kartoitus, epäsuotuisten sääolosuhteiden kuvaus ja autojen ajoturvallisuus sekä ympäristön valvonta ja monet muut.

SWIR-valo rajoittuu kuitenkin tällä hetkellä niche-alueille, kuten tieteelliseen instrumentointiin ja sotilaalliseen käyttöön, pääasiassa siksi, että SWIR-valoilmaisimet ovat riippuvaisia ​kalliista ja vaikeasti valmistavista materiaaleista.

Muutaman viime vuoden aikana kolloidiset kvanttipisteet ovat nousseet vaihtoehdoksi valtavirran kulutuselektroniikkaan. Vaikka myrkyllisiä raskasmetalleja (kuten lyijyä tai elohopeaa) käytetään tyypillisesti mutta kvanttipisteitä voidaan tehdä myös ympäristöystävällisistä materiaaleista, kuten hopeatelluridista (Ag2Te).

Hopeatelluridi (Ag2Te) kolloidiset kvanttipisteet (CQD), joissa on RoHS-yhteensopivuus, liuosprosessoitavuus ja CMOS-yhteensopivuus, nousevat mahdolliseksi haastajaksi SWIR-optoelektroniikalle

Itse asiassa hopeatelluridikolloidiset kvanttipisteet osoittavat laitetasolla suorituskykyä, joka on verrattavissa myrkyllisiin vastineisiinsa. Mutta ne ovat vielä lapsenkengissään, ja useisiin haasteisiin on vastattava ennen kuin niitä voidaan käyttää käytännön sovelluksissa.

Nyt ICFO-tutkijat ICREA:n professori Gerasimos Konstantatosin johdolla ovat osoittaneet uuden menetelmän luoda hopeatelluridikolloidisia kvanttipisteitä, jotka vastaavat näihin haasteisiin.

Tiimi kehitti myös ensimmäisen SWIR LIDARin, jossa käytetään kolloidisia kvanttipisteitä, jotka on valmistettu myrkyttömästä materiaalista ja jotka mittaavat onnistuneesti yli 10 metrin etäisyydet desimetrin tarkkuudella.

"Projektin alussa emme odottaneet näin merkittävää harppausta lopullisessa laitteen suorituskyvyssä", muistelee tohtori Yongjie Wang, paperin ensimmäinen kirjoittaja.

Advanced Materialsissa julkaistu tutkimus on tärkeä askel kohti käytännöllisiä, kustannustehokkaita ja ympäristöystävällisiä LIDAR-järjestelmiä kuluttaja- ja automarkkinoille.

Aiheesta aiemmin:

Tarkkuutta autonomiseen ajoon ja kuljetukseen

Lämpöavusteinen havaitseminen eli HADAR

MEMS-kytkimillä LiDAR:lle ennätystarkkuus