El telescopio James Webspace (JWST) de la NASA ha utilizado espectroscopía infrarroja media para analizar completamente los componentes moleculares, como el vapor de agua y el dióxido de azufre en el entorno explicativo. La clave de este análisis, donde cada molécula muestra una “huella digital” de empresa única, es en tecnología fotoadera altamente sensible que es capaz de medir la intensidad de la luz muy débil. Recientemente, los investigadores de KISTA han desarrollado un fotodador moderno que es capaz de detectar una amplia gama de espectros infrarrojos medios.
Kyst (que representa al presidente Kong Hing Lee) anunció el 27 de marzo que un equipo de investigación dirigido por el profesor Singhone Kim, de la Escuela de Ingeniería Eléctrica, ha desarrollado un fotodador infrarrojo medio que funciona estable a temperatura ambiente, lo que hace que el sensor óptico ultra compacto sea un punto de inflexión importante.
Los factores fotográficos recientemente desarrollados utilizan procesos CMOS basados en silicio tradicionales, lo que permite la producción de masa de bajo costo mientras se mantiene una operación estable a temperatura ambiente. Específicamente, el equipo de investigación demostró con éxito dióxido de carbono (detección de tiempo real de CO2) El gas está equipado con este fotodador utilizando un sensor óptico ultra compacto y ultra delgado, lo que demuestra su capacidad para monitorear la vigilancia ambiental y el análisis de gas dañino.
Debido al alto ruido térmico a temperatura ambiente, las fotografías medianas infrarrojas generalmente requieren un sistema de enfriamiento. Estos sistemas de enfriamiento aumentan el tamaño y el costo de los productos, lo que conduce al desafío de los dispositivos portátiles y la integración. Además, los detectores fotográficos tradicionales de entrada media no son compatibles con el proceso CMOS basado en silicio, que limitan la producción y el comercial.
Para eliminar estos límites, el equipo de investigación desarrolló una guía de vista fotoxator integrado utilizando elemento de grupo IV similar a Silicon, Germinim (GE). Este enfoque permite la detección del espectro de infrarrojo medio al tiempo que garantiza una operación estable a temperatura ambiente.
Una guía de vista es una estructura diseñada para guiar la luz en una ruta específica con un daño mínimo. Para imponer varias funciones ópticas en un chip (en chip), es esencial el desarrollo de la guía integrada de la guía y la guía de vista.
A diferencia de los fotográficos tradicionales que dependen principalmente de los principios de absorción de la brecha de banda, aprovecha el nuevo efecto bolométrico de tecnología*, lo que conduce a la detección de todo el rango de empresa de infrarrojo mediano. Como resultado, se puede aplicar ampliamente a la detección de tiempo real de varias especies moleculares.
*Efecto bolométrico: un principio en el que la absorción de la luz causa un aumento de la temperatura, lo que hace que los indicadores de energía cambien en consecuencia.
La guía de vista integrada de detector de fotos infrarrojos mediados desarrollado por el equipo de investigación se considera una innovación importante que elimina los límites de las tecnologías actuales de sensores infrarrojos medios, que incluyen enfriamiento, dificultades de producción a gran escala y altos costos.
Se espera que esta tecnología de desarrollo sea aplicable en varios sectores, incluido el monitoreo ambiental, el diagnóstico médico, la gestión de procesos industriales, la defensa nacional y la seguridad, y los dispositivos inteligentes. También allana el camino para el desarrollo del sensor de entrada media de la próxima generación.
“Esta investigación representa un enfoque novedoso que controla los límites de las tecnologías actuales de fotodator de entrada media y tiene un gran potencial para aplicaciones prácticas en diferentes campos”, dijo el profesor Singhun Kim, un cassette. Además, enfatizó: “Dado que esta tecnología de sensor es compatible con el proceso CMOS, permite una producción en masa de bajo costo, que es extremadamente adecuada para los sistemas de vigilancia ambiental de próxima generación y los sitios de fabricación inteligente”.
Este estudio fue publicado en la revista el 19 de marzo de 2025, con el Dr. Jonas Up (actualmente investigador post -documental en la Universidad de Harvard), como el primer autor. Luz: ciencia y aplicaciones.
