Inginerii de la MIT au dezvoltat o tehnică pentru a crea și desprinde „piele” electronică ultrafină, deschizând calea pentru o nouă generație de senzori purtabili, tranzistori flexibili și sisteme de imagistică compacte și sensibile.
Ca demonstrație, echipa a produs o membrană piroelectrică extrem de subțire – un material sensibil la căldură, capabil să genereze curent electric în funcție de variațiile de temperatură. Cu o grosime de doar 10 nanometri, aceasta este cea mai subțire membrană de acest tip realizată până acum, dovedindu-și sensibilitatea crescută la radiații în spectrul infraroșu îndepărtat.
Acest nou material ar putea revoluționa dispozitivele de detecție IR, cum ar fi ochelarii de vedere pe timp de noapte sau sistemele de navigație pentru vehicule autonome în condiții de vizibilitate redusă. În comparație cu senzorii actuali, care necesită sisteme voluminoase de răcire, noua peliculă funcționează la temperatura camerei, fiind mult mai ușoară și portabilă.
„Această peliculă reduce considerabil greutatea și costurile, fiind ușor de integrat, chiar și direct pe ochelari”, a declarat Xinyuan Zhang, doctorand în cadrul Departamentului de Știința și Ingineria Materialelor de la MIT.
Echipa a descoperit că filmul se poate desprinde ușor de substrat datorită prezenței plumbului, care împiedică electronii să stabilească legături cu suprafața suport. Astfel, materialul poate fi ridicat perfect intact. Cercetătorii au reușit să construiască o matrice de 100 de pixeli termici sensibili, demonstrând performanțe comparabile cu cele ale dispozitivelor IR de ultimă generație.
Spre deosebire de senzorii IR tradiționali care necesită răcire cu azot lichid pentru a reduce zgomotul de fond, filmul MIT este funcțional la temperatura camerei și acoperă un spectru IR mult mai larg. Aplicațiile posibile includ ochelari ușori de vedere nocturnă, senzori pentru monitorizarea poluării sau supravegherea termică a componentelor electronice.
Mai mult, cercetătorii intenționează să aplice tehnica și altor materiale semiconductoare, chiar și celor fără conținut de plumb, prin modificarea substraturilor. În prezent, echipa lucrează la integrarea acestor filme într-un sistem funcțional de vedere nocturnă și la testarea acestuia în condiții reale.
Lucrarea a fost publicată în revista Nature și a fost realizată în colaborare cu cercetători de la Universitatea Wisconsin din Madison, Rensselaer Polytechnic Institute și alte instituții, cu sprijinul U.S. Air Force Office of Scientific Research.
