Berta Sándor
Miniatürizált infravörös detektort fejlesztettek ki
Az új eszközt olcsón hozták létre, egyetlen chipre épül.
Az infravörös vagy IR-érzékelők méretének csökkentése létfontosságú ahhoz, hogy azokat a fogyasztói elektronika, a viselhető termékek és a miniatűr műholdak következő generációjába integrálni lehessen. Eddig azonban az infravörös detektorok terjedelmes (és drága) anyagokra és technológiákra támaszkodtak. Az Ivan Shorubalko, az EMPA svájci intézet kutatója által vezetett tudóscsoportnak most sikerült áttörést elérnie.
Az infravörös spektrométereket egyre szélesebb körben használják a fogyasztói elektronikában, például az okostelefonokban, az élelmiszer-ellenőrzéshez, a veszélyes vegyi anyagok kimutatásához, a légszennyezés ellenőrzéséhez vagy a hordozható elektronikus eszközökben. Segítségükkel gyorsan és egyszerűen kimutathatók bizonyos vegyi anyagok, laboratóriumi berendezések nélkül. Hasznosak lehetnek a hamisított gyógyszerek és az üvegházhatású gázok, például a metán és a szén-dioxid kimutatásában.
A kutatócsoport az EMPA, az ETh Zürich, az EPFL, az Universidad de Salamanca, az Európai Űrügynökség (ESA) és a Bázeli Egyetem munkatársaiból állt. A szakemberek megépítették egy olyan alacsony költségű, egyetlen chipre integrálható, miniatürizált Fourier-transzformációs hullámvezető spektrométer első prototípusát, amely fényérzékelőként egy hullámhossz alatti fotodetektort tartalmaz. A megoldás kompatibilis a komplementer fémoxid-félvezető (CMOS) technológiával. Az új spektrométer nagy spektrális sávszélességgel és mérsékelt, 50 cm-1 spektrális felbontással rendelkezik, a spektrométer teljes aktív térfogata pedig kevesebb mint 100 µm × 100 µm × 100 µm. A spektrométer ultrakompakt kialakítása lehetővé teszi, hogy az optikai-analitikai mérőműszerek viszonylag gyorsan és egyszerűen beépíthetők legyenek a szórakoztató elektronikai és űreszközökbe.
"Az IR-fotodetektorok monolitikus integrációja a hullámhossz alatti tartományban óriási hatással van a Fourier-transzformációs hullámvezető spektrométerek méretezésére. De a mi tervezésünk a miniatürizált Raman-spektrométerek, a bioszenzorok és a lab-on-a-chip eszközök, valamint a nagy felbontású hiperspektrális kamerák fejlesztése szempontjából is érdekes lehet" - hangsúlyozta Ivan Shorubalko.
Az infravörös vagy IR-érzékelők méretének csökkentése létfontosságú ahhoz, hogy azokat a fogyasztói elektronika, a viselhető termékek és a miniatűr műholdak következő generációjába integrálni lehessen. Eddig azonban az infravörös detektorok terjedelmes (és drága) anyagokra és technológiákra támaszkodtak. Az Ivan Shorubalko, az EMPA svájci intézet kutatója által vezetett tudóscsoportnak most sikerült áttörést elérnie.
Az infravörös spektrométereket egyre szélesebb körben használják a fogyasztói elektronikában, például az okostelefonokban, az élelmiszer-ellenőrzéshez, a veszélyes vegyi anyagok kimutatásához, a légszennyezés ellenőrzéséhez vagy a hordozható elektronikus eszközökben. Segítségükkel gyorsan és egyszerűen kimutathatók bizonyos vegyi anyagok, laboratóriumi berendezések nélkül. Hasznosak lehetnek a hamisított gyógyszerek és az üvegházhatású gázok, például a metán és a szén-dioxid kimutatásában.
A kutatócsoport az EMPA, az ETh Zürich, az EPFL, az Universidad de Salamanca, az Európai Űrügynökség (ESA) és a Bázeli Egyetem munkatársaiból állt. A szakemberek megépítették egy olyan alacsony költségű, egyetlen chipre integrálható, miniatürizált Fourier-transzformációs hullámvezető spektrométer első prototípusát, amely fényérzékelőként egy hullámhossz alatti fotodetektort tartalmaz. A megoldás kompatibilis a komplementer fémoxid-félvezető (CMOS) technológiával. Az új spektrométer nagy spektrális sávszélességgel és mérsékelt, 50 cm-1 spektrális felbontással rendelkezik, a spektrométer teljes aktív térfogata pedig kevesebb mint 100 µm × 100 µm × 100 µm. A spektrométer ultrakompakt kialakítása lehetővé teszi, hogy az optikai-analitikai mérőműszerek viszonylag gyorsan és egyszerűen beépíthetők legyenek a szórakoztató elektronikai és űreszközökbe.
"Az IR-fotodetektorok monolitikus integrációja a hullámhossz alatti tartományban óriási hatással van a Fourier-transzformációs hullámvezető spektrométerek méretezésére. De a mi tervezésünk a miniatürizált Raman-spektrométerek, a bioszenzorok és a lab-on-a-chip eszközök, valamint a nagy felbontású hiperspektrális kamerák fejlesztése szempontjából is érdekes lehet" - hangsúlyozta Ivan Shorubalko.