Los ingenieros del MIT han desarrollado una técnica para cultivar y pelar las “pieles” ultravioletas del material electrónico. Este método puede allanar el camino para nuevas clases de dispositivos electrónicos, como sensores ultravioleta, transistores flexibles y elementos informáticos, y dispositivos de imagen altamente sensibles y compactos.
Como demostración, el equipo creó una membrana delgada de material pirroeléctrico, una clase de material relacionado con el calor que produce corriente eléctrica en respuesta a los cambios de temperatura. El más delgado del material eléctrico es tan bueno como detectar los cambios térmicos.
Con su nuevo método, el equipo todavía fabricaba la membrana piro eléctrica más delgada, midiendo 10 nanoteter de espesor, y demostró que la película es altamente sensible al calor y la radiación en el espectro remoto.
El encendedor de la película recientemente desarrollado puede habilitar los dispositivos de detección remoto (IR) más portátiles y más precisos, que tienen aplicaciones potenciales para IPARES de visión nocturna y conducción autónoma en condiciones de niebla. El actual sensor IR de los días modernos requiere elementos de enfriamiento importantes. Por el contrario, la nueva película delgada Pyro Electric no requiere enfriamiento y es sensible a cambios de temperatura muy bajos. Los investigadores buscan formas de agregar la película a las gafas de visión nocturna de alta precisión.
Zenyan Zhang, un estudiante graduado en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales del MIT (DMSE), “esta película reduce el peso y los costos en gran medida, lo que facilita la liviana, portátil y la conexión”. “Por ejemplo, se puede usar directamente en el vidrio”.
La película de detección relacionada con el calor también puede contener aplicaciones en la detección ambiental y biológica, así como imágenes de un fenómeno de la física astronómica, que emite radiación remota.
Además, el nuevo ascensor de técnicas está generalmente más allá del material eléctrico de Piran. Los investigadores han planeado aplicar el método para hacer otras películas semiconductivas ultravioletas y de alto rendimiento.
Sus resultados se informan en un artículo que aparece hoy en la revista. Naturaleza. Los coautores de este estudio MIT, Zenyan Zhang, Sangho Lee, Manie Koi, Hihai Lane, Jun Mann Sea, Jang L Rio, Yanji Shau, Zodong Zheng, Ni Meo Han y Jahan Kim, Profesor Asociado de Ingeniería Mecánica y Ciencias Materiales y Ciencias del Material y Material Ciencia.
LKETER químico
El grupo bajo en el MIT está buscando nuevas formas de hacer una electrónica pequeña, delgada y más flexible. Han imaginado que tales “pieles” ultravioleta se pueden agregar a todo, desde lentes de contacto inteligentes y telas de recluta hasta células solares y pantalla de flexión. Para comprender tales dispositivos, menos y sus pares han probado el semiconductor, pelando y apilando las membranas de película delgada semielectrónica para fabricar membranas de película delgada múltiple electrónica.
Lo que Kim ha lanzado es una técnica “epitética remota”, una técnica donde el material semiconductor se cultiva en un sustrato de línea de cristal único, entre la cual la capa ultravioleta de grafina. La estructura cristalina del sustrato funciona para un andamio, con el cual puede aumentar el nuevo contenido. La grafina actúa como una capa no de palo, que es como un Taflon, lo que hace que los investigadores sean más fácil de pelar una nueva película y moverla a dispositivos electrónicos flexibles y decorados. Después de pelar la nueva película, el sustrato básico se puede reutilizar para hacer películas extra delgadas.
Kim ha aplicado el epitético remoto para fabricar películas delgadas con diferentes características. Al tratar de diferentes combinaciones de elementos semiconductores, los investigadores encontraron que se llama el PMN-PT, un contenido de piro eléctrico específico no requiere la ayuda de una capa intermedia para separarse de su sustrato. Solo al aumentar el PMNPT directamente al único sustrato de la línea de cristal, los investigadores pueden eliminar la película en crecimiento, en la que sus delicadas redes no tienen ovejas ni lágrimas.
“Trabajó sorprendentemente bien”, dice Zhang. “Descubrimos que la película de cine era nuclear”.
La elevación del ascensor
En su nueva investigación, los investigadores de MIT y UW Medicine observaron más de cerca el proceso y descubrieron que la clave de la propiedad Easy Stick era la ventaja. Como parte de su estructura química, el equipo, junto con colegas del Instituto Politécnico Ranceller, se ha descubierto que Pyro Electric Film tiene una gestión sistemática de los átomos de plomo que tiene “afiliación de electrones”, lo que significa que conduce a los electrones principales. El plomo actúa como pequeñas unidades que no son de este, lo que permite que el contenido general se pele, está intacta.
El equipo corrió con múltiples películas ultravioletas de PMN-PT, cada una de las cuales tiene 10 nanoteter delgadas. Peló las películas eléctricas de piro y las movió a un pequeño chip para crear una fila de 100 píxeles de detección de calor ultravioleta, aproximadamente 60 micras cuadradas (aproximadamente .006 cm cuadrados). Expuso las películas a los cambios siempre en la temperatura y descubrió que los píxeles eran extremadamente sensibles a los pequeños cambios en el campo remoto.
La sensibilidad del soldado eléctrico Pyro se compara con los últimos dispositivos de visión nocturna. Estos dispositivos se basan actualmente en materiales fotográficos, en los cuales los cambios de temperatura obligan a los electrones del material a saltar a la energía y para cruzar en breve la “brecha de banda” en energía antes de regresar a su condición de tierra. Este electrón actúa como una señal eléctrica para el cambio de temperatura de salto. Sin embargo, esta señal puede verse afectada por el ruido en el entorno y para evitar tales efectos, los fotoserinadores también deben incluir dispositivos de enfriamiento que reduzcan los dispositivos a la temperatura de nitrógeno líquido.
Los resortes y las cucharadas actuales de la visión nocturna son pesados y pesados. Con el nuevo enfoque de Pyro Electric del grupo, los NVD pueden tener la misma sensibilidad sin enfriar el peso.
Los investigadores también encontraron que las películas eran más sensibles a los dispositivos de visión nocturna existentes y podrían responder a las longitudes de onda en todo el espectro de infraestructura. Esto muestra que las películas pueden incluirse en dispositivos pequeños, livianos y portátiles para diversas aplicaciones que requieren diferentes áreas infrarrojas. Por ejemplo, cuando los vehículos soberanos se integran en las plataformas, las películas pueden permitir a los peatones y vehículos “ver” en la oscuridad o en la oscuridad o en las condiciones de lluvia, lluvia y lluvia.
La película también se puede utilizar en sensores de gas para el monitoreo ambiental de tiempo real y del sitio, lo que ayuda a detectar la contaminación. En electrónica, pueden monitorear los cambios de calor en las chips semiconductores para atrapar síntomas tempranos de elementos malfuncionales.
El equipo dice que el nuevo método de elevación puede hacerse público en contenido que no puede ser liderado. En estos casos, los investigadores sospechan que pueden poner los átomos de plomo en el sustrato básico para manejar efectos de cáscara similares. Por ahora, el equipo está trabajando activamente para incluir Pyro Electric Films en el sistema activo de visión nocturna.
“Imaginamos que nuestras películas ultravioletas se pueden hacer en resortes de visión nocturna de alto rendimiento, considerando la sensibilidad de su amplio espectro a temperatura ambiente, lo que permite un diseño de peso ligero sin un sistema de enfriamiento”, “convertirlo en un sistema de visión nocturna, una matriz de dispositivo funcional debe estar conectado al circuito rojo.
El trabajo fue cooperado por la Oficina de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos para la Investigación Científica.
