MIT研发超薄电子“皮肤”:10纳米技术让夜视眼镜更灵敏轻便

MIT研发超薄电子“皮肤”:10纳米技术让夜视眼镜更灵敏轻便

麻省理工学院材料科学与工程系的研究团队近期取得了一项突破性的进展,他们开发出了一种革命性的超薄电子“皮肤”技术。这项技术不仅能够生长,还能轻松剥离,为未来的电子设备,如可穿戴设备、柔性电子器件以及紧凑型红外成像装置等,开辟了新的可能性。

为了展示这项技术的潜力,研究团队利用该方法制造了一种厚度仅为10纳米的热电薄膜。实验证明,这种薄膜对远红外光谱中的热量和辐射具有极高的敏感度,其性能在夜视眼镜和雾天自动驾驶感知等领域展现出巨大的应用前景。

值得注意的是,这项技术不仅局限于热释电材料。研究团队还计划将其应用于制造其他类型的超薄、高性能半导体薄膜。热释电材料是一种对温度变化极为敏感的材料,能够产生电流,且材料越薄,其对细微温度变化的感知能力就越强。

在研究中,科研人员发现了一种名为PMN-PT的热释电材料,这种材料可以直接在单晶基底上生长,并能够在不破坏材料完整性的情况下轻松剥离,无需借助中间层。这一特性的关键在于铅原子在热释电薄膜化学结构中的有序排列,这种排列赋予了材料较大的电子亲和力,从而有效阻止了载流子与其他材料的连接。

基于这一发现,研究团队成功制作了一个由100个超薄热敏像素组成的阵列,每个像素的面积约为60平方微米。这些像素对远红外光谱的变化表现出极高的敏感性,其性能甚至超越了现有的夜视设备,展示了这项技术在提升设备感知能力方面的巨大潜力。

这项技术的实际应用前景广阔。例如,它可以被集成到小型、轻便的设备中,用于提高自动驾驶汽车在低可见度条件下的视觉能力,或者作为气体传感器进行实时环境污染监测等。这些应用不仅将极大地提升我们的生活品质,还将为环境保护和交通安全等领域带来新的解决方案。

这项研究成果已于近期在《自然》杂志上发表,标志着麻省理工学院在超薄电子“皮肤”技术领域取得了重要进展,为未来的电子设备发展奠定了坚实的基础。

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