纳米力学助力开发非制冷高灵敏度红外探测器

维也纳技术大学(TU Vienna)的Silvan Schmid教授开发了一款非制冷高灵敏度红外探测器,并获得“ERC概念验证计划”(ERC PoC)的资助。

这款高灵敏度红外探测器也可在室温下工作
这款高灵敏度红外探测器也可在室温下工作

机械振荡如何与电磁振荡相互作用?据麦姆斯咨询报道,维也纳技术大学的Silvan Schmid教授多年来一直在研究这个问题。传感器和执行器系统研究所(即为电子工程和信息技术学院)的Silvan Schmid教授和他的团队正致力于充分利用不同类型振荡之间微妙的相互作用,来研究微型传感器。

2016年,Silvan Schmid教授被欧洲研究理事会(ERC)研究基金授予启动资助,他的研究被评为“ERC概念验证计划”(ERC PoC)项目,获得15万欧元的补助金。凭借该资助,Silvan Schmid教授将有望在18个月内实现新型高灵敏度全功能红外传感器的商用原型。

利用机械振荡测量红外辐射

“红外探测器在许多领域都是不可或缺的,”Silvan Schmid说,“它们在化学分析、环境分析、制药行业的质量控制,甚至是基础天文研究中都有需求。”但是,制造出对红外波具有高灵敏度反应的传感器很难。而那些用于数码相机等应用的普通光电二极管,在红外波段的性能表现又不够好。

维也纳技术大学的学者采用了一种完全不同的概念——纳米力学:在只有几纳米厚的微小薄膜上涂了一层可高效吸收红外辐射的薄层。当红外光照射到薄膜时,它会升温,从而改变其振荡频率——类似鼓振膜受热时,鼓的声音也会发生轻微的变化。

Silvan Schmid说:“通过电子化记录这种机械振动行为,我们可以判断薄膜是否受到红外辐射的照射,并且具有超高的灵敏度。”此外,以往探测器大多需要置于非常低的温度下才能工作,而该新型传感器能够在室温下使用,无需任何制冷。

该研究具有决定性作用的初步试验已经成功。“我们现在证实了这个概念的可行性,”Silvan Schmid解释道,“目前要做的是开发出可商用的红外探测器原型,我们很高兴可以利用ERC资助实现该目标。”

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