شناساگری حساس برای تشخیص مادون قرمز

به گزارش ایران اکونومیست، محققان دانشگاه فلوریدا مرکزی (UCF) روش تشخیص و تصویربرداری قابل تنظیمی برای ردیابی فوتون‌های فروسرخ ارائه کرده‌اند که نسبت به فناوری‌های کنونی مزیت‌های قابل توجهی دارد. این فناوری برای استفاده در تجهیزات تصویربرداری حرارتی یا دید در شب، تصویربرداری پزشکی، طیف‌سنجی و اکتشاف فضایی مناسب است.

این روش جدید فوتون‌های مادون قرمز موج بلند (LWIR) را با طول‌موج‌ها یا رنگ‌های مختلف شناسایی می‌کند. این یافته‌ها نتیجه یک پروژه ۱٫۵ میلیون دلاری است که از طریق برنامه قابلیت‌های تصویربرداری آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی، تامین اعتبار شده است. این پروژه از نزدیک به دو سال قبل شروع شده است.

انسان رنگ‌های اصلی را می‌بیند، اما نور مادون قرمز را نمی‌تواند ببیند. دانشمندان براین عقیده هستند که حیواناتی مانند مارها یا گونه‌های شبگرد حیوانات می‌توانند طول‌موج‌های مختلفی را در منطقه مادون قرمز تشخیص دهند. تشخیص مادون قرمز، به ویژه LWIR، در دمای اتاق به دلیل انرژی ضعیف فوتون این پرتوها، یک چالش قدیمی بوده است.

تیم محققان دانشگاه فلوریدا مرکزی می‌گوید آشکارسازهای LWIR را می‌توان به طور کلی به دو دسته آشکارسازهای خنک‌شده و سرد نشده طبقه‌بندی کرد. آشکارسازهای خنک‌شده در تشخیص بالا و زمان‌های پاسخ سریع برتری دارند، اما اتکای آنها به خنک‌سازی برودتی به‌طور قابل‌توجهی هزینه آنها را افزایش می‌دهد و کاربردهای عملی آنها را محدود می‌کند. در مقابل، آشکارسازهای خنک نشده، مانند میکروبولومترها می‌توانند در دمای اتاق کار کنند و هزینه نسبتاً پایین‌تری دارند، اما حساسیت کمتر و زمان پاسخ آهسته‌تری از خود نشان می‌دهند.

دیباشیس چاندا و همکارانش از گرافن دارای نانوالگو برای ساخت این شناساگر استفاده کردند. این شناساگر به دلیل بهره‌مندی از گرافن از حساسیت بالایی برخوردار بوده و بسیار کارآمد و قابل تنظیم است.

چاندا می‌گوید: هیچ آشکارسازهای خنک‌شده یا خنک‌نشده کنونی چنین قابلیت تنظیم طیفی پویا و پاسخ فوق‌سریع را ارائه نمی‌دهند. این آشکارساز گرافنی تک‌لایه مهندسی شده در دمای اتاق کار می‌کند و حساسیت بالا و همچنین قابلیت تنظیم طیفی پویا را برای تصویربرداری طیف‌سنجی ارائه می‌دهد.

چاندا می‌گوید: این پلتفرم مسیر را برای ساخت نسل جدیدی از آشکارسازهای نوری LWIR مبتنی بر گرافن خنک‌نشده برای کاربردهای گسترده‌ای مانند لوازم الکترونیکی مصرفی، سنجش مولکولی و هوافضا هموار می‌کند.