研究人员开发新型超高效宽带光电探测器,比市面上最小设备薄1000倍

研究人员开发新型超高效宽带光电探测器,比市面上最小光电探测器薄1000倍

研究人员已经开发出一种世界上第一台能够看到整个光谱的光电探测器,光电探测器通过将光携带的信息转换为电信号工作,并被广泛用于从游戏机到光纤通信,医学成像和运动探测器的技术中。当前,光电探测器无法在一种设备中感测超过一种颜色。RMIT大学研究人员开发的新型超高效宽带光电探测器比最小的市售光电探测器装置至少薄1000倍。在该技术的重大飞跃中,该原型设备还可以看到紫外光和近红外光之间的所有阴影,这为在同一芯片上集成电气和光学组件提供了新机会。

新的可能性

这项突破性技术为改善生物医学成像打开了大门,促进了对癌症等健康问题的早期发现。

该研究的主要作者Vaishnavi Krishnamurthi说,“我们设法制造出一种设备,该设备具有强大的冲头,尽管它比纳米薄,但比针头的宽度小一百万倍。”

除了缩小医疗成像设备外,超薄原型还为更有效的运动检测器,低光成像和更快的光纤通信打开了可能性。

Krishnamurthi说:“生物医学成像设备中较小的光电探测器可能会导致放射治疗过程中精准治疗靶向癌细胞。”

与我们今天拥有的大型设备相比,缩微技术还可以帮助提供更小的便携式医疗成像系统,这些系统可以轻松地带入偏远地区。”

研究人员开发新型超高效宽带光电探测器,比市面上最小光电探测器薄1000倍

照亮光谱

光电探测器的通用性和实用性在很大程度上取决于三个因素:它们的工作速度,对较低水平光的灵敏度以及可以感应到光谱范围。

通常,当工程师尝试在其中一个领域中提高光电探测器的功能时,其他功能中的至少一项已被削弱。

当前的光电检测器技术依赖于三到四层的堆叠结构。

RMIT工程学院的研究人员研究了如何在芯片上使用纳米厚度的层(厚度仅为一个原子)。

重要的是,他们这样做不会降低光电探测器的速度,低光灵敏度或光谱的可见性。

该原型设备可以解释从深紫外线到近红外波长的光,使其对比人眼更宽的光谱敏感。它的执行速度比眨眼快一万倍。

纳米技术

团队面临的主要挑战是确保缩小光电检测器时电子和光学性能不会降低,这是以前阻止了光检测技术小型化的技术瓶颈。

首席研究员Sumeet Walia副教授说,所用的材料,一硫化锡,价格低廉,自然丰富,因此对电子和光电子学具有吸引力。

Walia说,他的团队正在研究光电探测器的行业应用,该探测器可与CMOS芯片等现有技术集成。

他说:“随着进一步的发展,我们可能会考虑在夜间使用安全摄像机进行更有效的运动检测以及更快,更有效的数据存储等应用。”

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