物理科技生物学-PHYICA

研究为超薄、节能田中悠子的玻璃光电探测器奠定了基础

纳米技术 2022-06-11 23:58:09

作者:宾夕法尼亚州立大学玛丽亚·丘普林斯基 这幅图描绘了二硫化钼在大猩猩玻璃上的生长,这个过程将普通玻璃变成了光电探测器

信用:詹妮弗M

麦克曼-宾夕法尼亚州立材料研究所 虽然我们可能并不总是意识到这一点,但光电探测器对现代生活的便利性做出了巨大贡献

光电探测器也被称为光电传感器,它将光能转换成电信号,以完成诸如打开自动滑动门和在不同照明条件下自动调节手机屏幕亮度等任务

宾夕法尼亚州立大学的一组研究人员在ACS Nano发表了一篇新论文,试图通过将该技术与康宁公司生产的用于智能手机屏幕的耐用大猩猩玻璃相结合,进一步提高光电探测器的使用

光电探测器与大猩猩玻璃的结合可能会导致“智能玻璃”的商业化发展,即配备自动传感特性的玻璃

研究人员称,智能玻璃有许多应用,从成像到先进的机器人技术

“当试图在玻璃上制造和缩放光电探测器时,有两个问题需要解决,”首席研究员、工程科学和力学助理教授萨塔尔什·达斯(Saptarshi Das)说

“这必须在相对较低的温度下进行,因为玻璃在高温下会降解,而且必须确保光电探测器能够以最小的能量在玻璃上工作

" 为了克服第一个挑战,达斯和ESM的博士生约瑟夫·R

Nasr确定化合物二硫化钼是用于玻璃涂层的最佳材料

然后,材料科学与工程(MatSE)教授约书亚·罗宾逊(Joshua Robinson)和MatSE博士生尼古拉斯·西蒙森(Nicholas Simonson)使用了一个600摄氏度的化学反应器——这个温度足够低,不会降解大猩猩玻璃——将化合物和玻璃熔合在一起

下一步是用传统的电子束光刻工具对玻璃和涂层进行构图,使其成为光电探测器

“然后我们使用绿色发光二极管照明对玻璃进行了测试,这种照明模仿了一种更自然的光源,而不是激光照明,激光照明通常用于类似的光电研究,”Nasr说

超薄的二硫化钼光电探测器可以实现更好的静电控制,并确保其能够以低功耗工作——这是未来智能玻璃技术的关键需求

“光电探测器需要在资源有限或无法到达的地方工作,这些地方自然没有不受限制的电源,”达斯说

“因此,他们需要依靠预先储存自己的风能或太阳能

" 据研究人员称,如果进行商业化开发,智能玻璃可能会在工业的广泛领域带来技术进步,包括制造业、民用基础设施、能源、医疗保健、交通和航空航天工程

该技术可应用于生物医学成像、安全监控、环境传感、光通信、夜视、运动检测以及自动车辆和机器人的防撞系统

罗宾逊说:“汽车挡风玻璃上的智能玻璃可以利用这项技术自动改变其不透明度,从而适应夜间行驶时迎面而来的远光灯。”

“新的波音757飞机可以利用窗户上的玻璃让飞行员和乘客自动调暗阳光

"

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