Инженерная команда Массачусетского технологического института смогла создать необычайно тонкую мембрану на основе пироэлектрического материала PMN-PT. Новый материал генерирует электрический ток в ответ на незначительные колебания температуры.
Толщина изготовленной плёнки составляет всего 10 нм, при этом она улавливает тепло и излучение в дальнем инфракрасном диапазоне. Такие плёнки могут применяться при создании сверхлёгких носимых датчиков, гибких транзисторов, вычислительных компонентов, а также миниатюрных приборов для работы в тёмное время суток.
На сегодняшний день датчики, способные фиксировать излучение в дальнем инфракрасном спектре, нуждаются в громоздких системах охлаждения. Чтобы получить тончайшую пироэлектрическую плёнку без необходимости использования охлаждающих механизмов, специалисты Массачусетского технологического института предложили новый метод выращивания полупроводников. Для этого использовалась монокристаллическая подложка, поверх которой размещали слой графена невероятной тонкости.
Кристаллическая основа выполняла роль поддерживающего каркаса, на который накладывали новый материал. Графен выступал в роли разделительного слоя, позволяющего аккуратно снимать плёнку и переносить её на многослойные или гибкие электронные системы.
При этом, как отметили журналисты MIT News, базовую подложку можно было повторно задействовать после отделения материала.
Проводя многочисленные эксперименты с различными комбинациями полупроводниковых соединений, исследователи случайно обнаружили необычное свойство PMN-PT. Для его отделения от монокристаллической основы не требовался промежуточный графеновый слой. Выросший на кристаллической подложке, материал отделялся без повреждений и трещин.
В ходе испытаний группа специалистов создала несколько образцов плёнок, каждая толщиной около 10 нм. Эти плёнки были успешно перенесены на миниатюрный чип, где сформировали сетку из 100 чувствительных к теплу пикселей. Площадь одного такого пикселя составляла примерно 60 квадратных микрон, что эквивалентно 0,006 см². В ходе тестирования выяснилось, что пиксели отлично регистрируют незначительные изменения температуры в дальнем инфракрасном диапазоне.
По уровню чувствительности новая пироэлектрическая матрица сопоставима с современными технологиями ночного видения. При этом, благодаря способности плёнки реагировать на широкий диапазон инфракрасных волн, такие устройства можно встраивать в компактные и лёгкие сенсоры. Специалисты подчеркивают, что подобные датчики могут повысить безопасность, т. к. они позволят автономным транспортным средствам распознавать людей и другие объекты в темноте или при плохой видимости.
Кроме того, американские исследователи разработали новую разновидность органических светодиодов, которые смогут заменить громоздкие системы ночного видения лёгкими, доступными по стоимости и удобными в использовании очками. Как добавили в MIT News, это открытие открывает перед технологиями ночного наблюдения совершенно новые перспективы.
Ещё по теме:
- Моддер сделал ноутбук с культовой видеокартой 3dfx Voodoo4
- Упрощённая версия Apple Vision Pro выйдет в конце 2025 или начале 2026 года
- Юбилейный iPhone 2027 года может оказаться очень дорогим
