تقویت حسگر های نوری با فناوری نانو - وبلاگ چاپارها

به گزارش وبلاگ چاپارها، پژوهشگران کره ای یک سیستم بسیار کارآمد از آشکارساز های نوری ساخته اند که می تواند بر محدودیت های موجود در مدار های تبدیل نور به فرکانس غلبه کند.

به گزارش حوزه فناوری گروه علمی پزشکی وبلاگ چاپارها، دنیا در حال حرکت به سمت فناوری هایی است که مجهز به میلیارد ها حسگر هستند که زیر چتر اینترنت اشیا به هم متصل خواهند شد. بخش مهمی از این اقتصاد را حسگر های نور/تصویر تشکیل می دهند که قطعات الکترونیکی مبتنی بر نیمه هادی داشته که نور را تشخیص داده و آن ها را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می نمایند.

حسگر های نور را می توان در همه جا یافت، از ابزار های الکترونیکی خانگی و تجهیزات مراقبت های بهداشتی گرفته تا سیستم های ارتباطی نوری و خودروها، همه از این حسگر ها بهره مند هستند.

در طول سال ها، پیشرفت چشمگیری در تحقیقات روی حسگر های نوری اجرا شده است. دانشمندان کوشش نموده اند حسگر هایی بسازند که بتوانند طیف وسیعی از نور ها را تشخیص دهند و به راحتی فراوری شوند و از نظر انرژی هم کارآمد باشند. بیشتر حسگر های نوری که در محصولات مصرفی ارزان استفاده می شوند از نظر مصرف انرژی ارزان هستند، اما در محیط خارجی مستعد نویز هستند که بر عملکرد آن ها تأثیر منفی می گذارد.

برای مقابله با این مسئله، محصولاتی با استفاده از مدار های تبدیل نور به فرکانس (LFC) طراحی شده اند که نسبت سیگنال به نویز بهتری را از خود نشان می دهند. با این حال، بیشتر LFC ها از آشکارساز های نوری مبتنی بر سیلیکون ساخته شده اند که می توانند محدوده تشخیص نور را محدود نمایند. بعلاوه، استفاده از LFC ها باعث هدر رفتن فضا هایی در تراشه می گردد، که این موضوع هنگام طراحی مدار های الکترونیکی چند منظوره برای دستگاه های فشرده مشکل ساز است.

اکنون تیمی از محققان دانشگاه ملی اینچئون، کره جنوبی به سرپرستی پروفسور سونگ هون جین، یک سیستم بسیار کارآمد از آشکارساز های نوری را ساخته اند که می تواند بر محدودیت های LFC معمولی غلبه کند. آن ها در مطالعه خود، که در مجله Small منتشر شده، گزارش کردند که اینورتر های حساس به نور اضافی با نانولوله های کربنی تک جداره نوع p و ترانزیستور های لایه نازک گالیوم-روی-اکسید (a-IGZO/SWNT) ساخته شده است.

پروفسور جین شرح می دهد: آشکارساز نوری ما رویکرد متفاوتی را در رابطه با تبدیل نور به فرکانس استفاده می نماید. ما بر خلاف LFC های معمولی از اجزای وابسته به نور و وابسته به ولتاژ استفاده ننموده ایم.

معماری طراحی نو محققان به آن ها این امکان را می دهد تا LFC را با کارایی برتر طراحی نمایند، به طوری که برای استفاده در دستگاه های الکترونیکی انعطاف پذیر مناسب باشد. آزمایش هایی که با استفاده از سیستم حسگری عکس اجرا شده است، ویژگی های نوری عالی از جمله قابلیت تنظیم بالا و پاسخگویی در طیف وسیعی از نور را نشان می دهد.

سیستم LFC پیشرفته در این مطالعه را می توان برای ساخت سیستم های حسگر نوری که دارای یکپارچگی سیگنال سطح بالا و بعلاوه پردازش و انتقال سیگنال، استفاده کرد. این ویژگی های امیدوارنماینده آن را به مدعی قوی برای کاربرد در حسگر ها آینده اینترنت اشیا تبدیل می نماید.