Будь-яка камера зможе бачити та знімати крізь стіни: допоможуть особливі квантові точки

Дослідники з Інституту фотонних наук (ICFO) і компанії Qurv розробили новий тип квантових точок, у складі яких немає токсичних речовин, а його чудові характеристики в SWIR-діапазоні зроблять роботу будь-якої камери набагато кращою, пише Interesting engineering.

Короткохвильове інфрачервоне світло (SWIR) невидиме для людських очей, але воно може проникати крізь туман і дим, а тому його можна використовувати для виявлення певних матеріалів, що не відбивають світло так, як ми до того звикли. Технологія, що допомагає наділити пристрої функцією SWIR, ґрунтується на колоїдних квантових точках (ККТ). Це крихітні напівпровідникові частинки, які можна налаштувати на випромінювання або поглинання світла з різними довжинами хвиль, що робить їх ідеальними для використання в датчиках SWIR.

Однак є одна серйозна перешкода на шляху використання ККТ у пристроях для масового ринку, оскільки точки містять важкі метали на кшталт свинцю або ртуті. Ці метали не тільки токсичні, а й дорогі, що вплине на собівартість самих сенсорів. Вченим з ICFO і Qurv вдалося розв'язати цю проблему, розробивши новий метод синтезу квантових точок телуриду срібла (Ag2Te), які не містять отруйний газ фосфін. Ці квантові точки нетоксичні і мають чудові оптичні властивості, що робить їх ідеальними для використання в датчиках SWIR і камерах.

Варто зазначити, що фосфін — високотоксичний газ, який зазвичай використовують під час синтезу ККТ, але він також може згубно впливати на оптичні властивості квантових точок. Виключивши фосфін із процесу синтезу, дослідники отримали квантові точки Ag2Te з високою якістю і продуктивністю.

Потім вони використовували нові квантові точки Ag2Te для виготовлення SWIR-фотодетектора. Пристрій продемонстрував чудові характеристики: спектральний діапазон від 350 до 1600 нм, лінійний динамічний діапазон, що перевищує 118 дБ, і виявленість за кімнатної температури приблизно 1012 Джонса.

Пізніше були залучені експерти компанії Qurv, щоб створити SWIR-сенсор для сканера зображень. У підсумку, їм вдалося візуалізувати непрозорий вміст пластикових пляшок у видимому діапазоні світла.

На думку дослідників, датчики SWIR можна інтегрувати в датчики LiDAR для забезпечення тривимірного зображення, а також розширити можливості додатків віртуальної реальності.

Розроблення нетоксичних, високопродуктивних SWIR ККТ — це прорив, який потенційно може зробити революцію в багатьох галузях промисловості. Ці квантові точки можуть бути використані для розроблення нових SWIR-сенсорів для того, щоб оснастити ними смарт-автомобілі, роботів, побутову та медичну електроніку.

Раніше ми повідомляли про те, що створено особливий датчик для радіозв'язку дальньої дії. Він використовує так звані "атоми Рідберга" — дуже чутливі до електромагнітних полів, що забезпечує зв'язок на великих відстанях.