Китайские исследователи разработали миниатюрный встроенный в кристалл поляризационный фотодетектор.
Пустынные муравьи перемещаются по обширным, безликим ландшафтам с поразительной точностью.
Эти крошечные существа обладают уникальной способностью воспринимать поляризацию солнечного света, что позволяет им найти дорогу обратно в свое гнездо даже в самых суровых условиях.
Вдохновленная этим невероятным явлением природы, группа китайских исследователей разработала миниатюрный встроенный в кристалл поляризационный фотодетектор.
Команда предполагает широкий спектр приложений для чипа, включая навигацию, обнаружение отпечатков пальцев, идентификацию раковых тканей и даже удаление дымки изображений.
«[Это] компактное встроенное оптоэлектронное устройство демонстрирует превосходные характеристики в широком спектре приложений, включая точную бионическую навигацию, четкое восстановление изображений в туманных сценах, стресс-визуализацию полимеров и обнаружение раковых областей в тканях без гистологического окрашивания», - исследователи написал в учебной статье.
Навигационные способности пустынного муравья
Поляризационные фотодетекторы (pol-PD) — это высокотехнологичные датчики, которые могут определять ориентацию поляризованного света. Фотодетекторы могут улучшить качество изображения, обнаруживая изменения в падающем свете, что позволяет им различать контраст.
Эта возможность находит применение во многих областях, таких как дистанционное зондирование, машинное зрение и медицинская визуализация.
Однако коммерческие pol-PD часто сталкиваются с проблемами из-за использования громоздких и сложных оптических компонентов. Команда объяснила, что эти устройства сложны из-за сложных оптических систем и множества компонентов, необходимых для их работы.
Это затрудняет интеграцию фотодетекторов в устройства меньшего размера.
Команда исследователей из Технического института физики и химии Китайской академии наук создала новый встроенный поляризационный фотодетектор для решения этой проблемы.
Команда была впечатлена замечательными способностями пустынных муравьев к навигации. Этот подвиг во многом объясняется их специализированными сложными глазами, которые обладают специализированными фоторецепторными клетками, которые определяют ориентацию поляризованного света.
Новый метод изготовления
Исследователи работали над созданием поляризационного фотодетектора, который мог бы имитировать эту возможность. Это позволит чипу анализировать ориентацию световых волн.
Они представили новый одноэтапный метод кристаллизации наноимпринтинга для изготовления высококачественной тонкой монокристаллической пленки перовскита со встроенными массивами решеток.
Этот инновационный подход позволил исследователям построить однократный детектор поляризации непосредственно на чипе. Более того, это устранило необходимость в громоздкой внешней поляризационной оптике.
Согласно пресс-релизу, метод кристаллизации наноимпринтинга предлагает универсальный и эффективный подход к созданию современных материалов.
Например, это может позволить изготавливать тонкие пленки перовскита с точным рисунком. Перовскиты представляют собой класс материалов с исключительными оптоэлектронными свойствами, что делает их весьма перспективными для таких применений, как солнечные элементы, светодиоды и лазеры.
«Этот метод позволяет использовать биологические однократные поляризационные фотодетекторы для создания простой, экономичной и высокочувствительной системы поляризационной визуализации», — отметили исследователи в пресс-релизе.
«Это также открывает путь для разработки высокочувствительных, миниатюрных, встроенных в кристалл систем поляризационной визуализации», — добавили в компании.