Materiaalitiede
Atomic Lift-Off -läpimurto: Erittäin kevyet IR-anturit huoneenlämmössä
Lisää Securities.io suosikkilähteisiisi Google-palvelussa
Securities.io voi saada korvauksen, kun käytät arvioimiemme tuotteiden linkkejä. Tämä ei vaikuta toimituksellisiin arvioihimme. Emme ole rekisteröity sijoitusneuvoja; tämä ei ole sijoitusneuvontaa. Lue kumppanuusilmoituksemme.
MIT:n ja muiden yliopistojen tutkijat ovat kehittäneet atomitason irrotusmenetelmän, jolla voidaan valmistaa hyvin ohuita infrapunalle herkkiä kalvoja. Nature-lehdessä vuonna 2025 kuvattu laboratoriolaite havainnollistaa huoneenlämpöistä lämpösäteilyä mittaavaa kennoa. Se ei vielä ole käyttövalmis yönäkölaite.
Infrapunan tunnistaminen ja pyrosähköisyys
Infrapunasäteilyä voidaan käyttää lämpötilaan liittyvien muutosten havainnointiin. Pyrosähköinen materiaali tuottaa sähköisen vasteen, kun sen lämpötila muuttuu. Jotkin erittäin herkät infrapunailmaisimet tarvitsevat jäähdytystä, mutta kaikkia nykyisiä infrapuna-antureita ei jäähdytetä nestetypellä. Uusi tutkimus koskee erityisesti ohutta, jäähdyttämättä toimivaa pyrosähköistä kalvoa.
Miten atomitason irrotus toimii?
Alkuperäisen tutkimuksen mukaan ryhmä valmisti PMN-PT-nimistä perovskiittipohjaista kalvoa kiteisen alustan päälle. Materiaalin rajapinnan ominaisuudet, joissa lyijyllä on tärkeä tehtävä, mahdollistivat kalvon irrottamisen ilman erillistä keinotekoista irrotuskerrosta. Näin saatiin alle 10 nanometrin paksuisia itsenäisiä kalvoja. Menetelmän tarkoitus on helpottaa niiden siirtoa toiseen laitteeseen; se ei poista lyijyyn liittyviä materiaaliturvallisuuden arviointitarpeita.
Kuva: Jung-El Ryu
Koelaitteen tulokset
MIT:n mukaan tutkijat siirsivät noin 10 nanometrin PMN-PT-kalvot piirille ja rakensivat 100 lämpöä aistivan pikselin joukon. Materiaali osoitti voimakkaan pyrosähköisen vasteen ja mahdollisti jäähdyttämättömän havainnoinnin laajalla kaukoinfrapunan alueella. Nämä ovat materiaalin ja pienen koekennoston mittauksia, eivät valmiiden silmälasien, auton tai avaruuslaitteen suorituskykytestejä.
Mahdolliset sovellukset ja rajoitukset
Ohut ilmaisin voisi tulevaisuudessa olla hyödyllinen kevyissä yönäkölaitteissa, puettavissa antureissa tai ajoneuvojen lämpöhavainnoinnissa. Käyttö vaatii kuitenkin kokonaisten laitteiden rakentamista sekä herkkyyden, käyttöiän, sähkönkulutuksen ja turvallisuuden testaamista eri olosuhteissa. Tutkimus ei vahvista markkinoilletulon ajankohtaa.
Tutkijat ja sijoittaminen
Artikkelin ensimmäinen kirjoittaja on Xinyuan Zhang, ja ryhmää johti Jeehwan Kim. Teledyne Technologies on erillinen yritys; sen ei kerrota osallistuneen tähän kalvotutkimukseen. Tuloksesta ei voi johtaa ennustetta yrityksen osakkeelle.
Teledyne Technologies
TDY Hintakaavio
Teledynen uusimmat uutiset
Yhteenveto
Atomitason irrotus tuotti erittäin ohuita, siirrettäviä pyrosähköisiä kalvoja ja pienen jäähdyttämättömän infrapunakennoston. Kaupallisten kevyiden laitteiden toteutus vaatii vielä järjestelmätason kehitystä.
Tutkimus:
Zhang, X. ym. (2025). Atomic lift-off of epitaxial membranes for cooling-free infrared detection. Nature 641, 98–105. doi:10.1038/s41586-025-08874-7.
