Un avance podría permitir cámaras infrarrojas más baratas

Hay un mundo entero que nuestros ojos no ven, oculto en los rangos de longitudes de onda de luz que los ojos humanos no pueden ver.

Pueden ver a través del humo y la niebla y el plástico.

Sin embargo, un nuevo avance de los científicos de la Universidad de Chicago podría conducir a cámaras infrarrojas mucho más rentables, que a su vez podrían habilitar cámaras infrarrojas para dispositivos electrónicos de consumo comunes como teléfonos, así como sensores para ayudar a los automóviles autónomos a ver. su entorno con mayor precisión.

Las cámaras de infrarrojos de hoy en día se fabrican colocando sucesivamente varias capas de semiconductores, un proceso difícil y propenso a errores que los hace demasiado caros para entrar en la mayoría de los productos electrónicos de consumo.

El laboratorio de Guyot-Sionnest en cambio se convirtió en puntos cuánticos: diminutas nanopartículas de solo unos pocos nanómetros de tamaño. (Un nanómetro es cuánto crecen las uñas por segundo). En esa escala, tienen propiedades extrañas que cambian según su tamaño, que los científicos pueden controlar ajustando la partícula al tamaño correcto. En este caso, los puntos cuánticos pueden ajustarse para captar las longitudes de onda de la luz infrarroja.

“Recopilar múltiples longitudes de onda dentro del infrarrojo le brinda más información espectral, es como agregar color a la televisión en blanco y negro”, explicó Tang. “La onda corta te da información de composición química y de textura; la onda media te da temperatura”.

Ajustaron los puntos cuánticos para que tuvieran una fórmula para detectar infrarrojos de onda corta y uno para infrarrojos de onda media. Luego pusieron ambos juntos encima de una oblea de silicio.

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La cámara resultante se desempeña extremadamente bien y es mucho más fácil de producir. “Es un proceso muy simple”, dijo Tang. “Toma un vaso de precipitados, inyecta una solución, inyecta una segunda solución, espera entre cinco y 10 minutos, y tiene una nueva solución que puede ser fácilmente fabricada en un dispositivo funcional”.

El infrarrojo puede detectar las firmas de calor de los seres vivos y ver a través de la niebla o la bruma, por lo que a los ingenieros de automóviles les encantaría incluirlos, pero el costo es prohibitivo.

También serían útiles para los científicos. “Si quisiera comprar un detector de infrarrojos para mi laboratorio hoy, me costaría $ 25,000 o más”, dijo Guyot-Sionnest. “Pero serían muy útiles en muchas disciplinas. Por ejemplo, las proteínas emiten señales en infrarrojo, que a un biólogo le encantaría rastrear fácilmente”.

Los otros autores del artículo fueron los estudiantes graduados Matthew Ackerman y Menglu Chen. Matthew Ackerman concibió el dispositivo con Tang y desarrolló la estrategia de dopaje para la fabricación de los diodos. Los científicos utilizaron la instalación de nanofabricación Pritzker en el Instituto de Ingeniería Molecular.

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