Sjálfkeyrandi með mikilli afköstuminnrauður ljósnemi
innrauttljósnemihefur eiginleika sterkrar truflunargetu, sterkrar skotmarksgreiningargetu, góða notkun í öllu veðri og góða felueiginleika. Það gegnir sífellt mikilvægara hlutverki á sviðum eins og læknisfræði, hernaði, geimtækni og umhverfisverkfræði. Meðal þeirra eru sjálfknúnirljósnemagreiningFlísar sem geta starfað sjálfstætt án utanaðkomandi viðbótaraflgjafa hafa vakið mikla athygli á sviði innrauðrar skynjunar vegna einstakrar frammistöðu sinnar (eins og orkuóháðni, mikillar næmni og stöðugleika o.s.frv.). Aftur á móti þurfa hefðbundnar ljósrafmagnsskynjunarflísar, eins og kísil- eða þröngbandshálfleiðara-innrauðar flísar, ekki aðeins viðbótar spennu til að knýja aðskilnað ljósmyndaðra flutningsaðila til að framleiða ljósstrauma, heldur einnig viðbótar kælikerfi til að draga úr hitauppstreymi og bæta svörun. Þess vegna hefur orðið erfitt að uppfylla nýjar hugmyndir og kröfur næstu kynslóðar innrauðrar skynjunarflísar í framtíðinni, svo sem litla orkunotkun, litla stærð, lágan kostnað og mikla afköst.
Nýlega hafa rannsóknarteymi frá Kína og Svíþjóð lagt til nýjan sjálfknúinn ljósnemaflís með stuttbylgju innrauðri geislun (SWIR) með pinnatengingu, byggðan á grafen nanóborða (GNR) filmum/áloxíði/einkristalls kísill. Undir sameinuðum áhrifum ljósopsáhrifa, sem koma fram vegna ólíks viðmóts og innbyggðs rafsviðs, sýndi flísin fram á afar mikla svörun og greiningargetu við núll spennu. Ljósnemaflísin hefur svörunartíðni allt að 75,3 A/W í sjálfknúnum ham, greiningartíðni 7,5 × 10¹⁴ Jones og ytri skammtanýtni nálægt 104%, sem bætir greiningargetu sömu gerðar af kísilbundnum flísum um met 7 stærðargráður. Að auki, undir hefðbundnum akstursham, eru svörunartíðni flísarinnar, greiningartíðni og ytri skammtanýtni allt að 843 A/W, 10¹⁵ Jones og 105%, talið í sömu röð, sem öll eru hæstu gildi sem greint hefur verið frá í núverandi rannsóknum. Á sama tíma sýndi þessi rannsókn einnig fram á raunverulega notkun ljósnemaflísarinnar á sviði ljósleiðarasamskipta og innrauðrar myndgreiningar, sem undirstrikar mikla möguleika hennar í notkun.
Til að rannsaka kerfisbundið ljósvirkni ljósnemans sem byggir á grafín nanóborðum /Al₂O₃/ einkristalla kísill, prófuðu vísindamenn stöðugleika (straum-spennukúrfa) og breytilega eiginleikasvörun (straum-tímakúrfa) hans. Til að meta kerfisbundið ljósfræðileg einkenni grafín nanóborða /Al₂O₃/ einkristalla kísill heteróbyggingar ljósnemans við mismunandi spennubreytingar, mældu vísindamenn breytilega straumsvörun tækisins við 0 V, -1 V, -3 V og -5 V spennubreytingar, með ljósaflsþéttleika upp á 8,15 μW/cm². Ljósstraumurinn eykst með öfugri spennubreytingu og sýnir hraðan svörunarhraða við allar spennur.
Að lokum smíðuðu vísindamennirnir myndgreiningarkerfi og náðu með góðum árangri sjálfvirkri myndgreiningu á stuttbylgju innrauðu geislun. Kerfið starfar undir núllspennu og notar enga orku. Myndgreiningargeta ljósnemans var metin með svörtum grímu með bókstafnum „T“ mynstri (eins og sýnt er á mynd 1).
Að lokum má segja að þessi rannsókn hafi tekist að framleiða sjálfvirka ljósnema byggða á grafín-nanóböndum og náð metháu svörunarhlutfalli. Á sama tíma sýndu vísindamennirnir fram á ljósfræðilega samskipta- og myndgreiningargetu þessa.mjög viðbragðsmikill ljósnemiÞessi rannsóknarafrek veitir ekki aðeins hagnýta nálgun við þróun grafín-nanóborða og kísil-byggðra ljósfræðilegra tækja, heldur sýnir einnig fram á framúrskarandi frammistöðu þeirra sem sjálfknúnir skammtbylgju innrauðir ljósnemar.
Birtingartími: 28. apríl 2025