Miniatyrisoidut laskennalliset spektrometrit ovat välttämättömiä siruissa ja implantoitavissa sovelluksissa. Erittäin herkkä spektrimittaus, jossa käytetään yhtä ilmaisinta, mahdollistaa tällaisten spektrometrien jalanjäljen pienentämisen samalla, kun saavutetaan pöytäjärjestelmien spektriresoluutio.
Tiedemiehet, mukaan lukien materiaalitutkija Oregon State University, ovat luoneet paremman työkalun valon mittaamiseen. Tämä edistys optisessa spektrometriassa voi parantaa kaikkea älypuhelimien kameroista ympäristön valvontaan. Todellisuudessa tiedemiehet keksivät tehokkaan, erittäin pienen spektrometrin, joka sopii mikrosirulle ja jota käytetään tekoäly.
Tämän työkalun kehittämiseen tutkijat käyttivät suhteellisen uutta luokkaa superohuita materiaaleja, jotka tunnetaan kaksiulotteisina puolijohteina. Lopputulos on todiste spektrometrin konseptista, joka voitaisiin varustaa useilla teknologioilla.
Koska työkalulla on täydellinen sähköinen hallinta absorboimansa valon väreihin, sillä on valtava skaalautuvuus ja laaja käyttömahdollisuus.
Ethan Minot, fysiikan professori OSU:n tiedekorkeakoulusta, sanoi: "Olemme osoittaneet tavan rakentaa spektrometrejä, jotka ovat paljon pienempiä kuin mitä nykyään yleensä käytetään. spektrometrit mittaavat valon voimakkuutta eri aallonpituuksilla ja ovat erittäin hyödyllisiä monilla teollisuudenaloilla ja kaikilla tieteenaloilla näytteiden tunnistamisessa ja materiaalien karakterisoinnissa.
"Perinteiset spektrometrit vaativat tilaa vieviä optisia ja mekaanisia komponentteja, kun taas uusi laite voisi sopia laitteen päähän. ihmiskarva. Uusi tutkimus viittaa siihen, että nämä komponentit voidaan korvata uusilla puolijohdemateriaaleilla ja tekoälyllä, mikä mahdollistaa spektrometrien koon pienentämisen dramaattisesti nykyisistä pienimmistä, jotka ovat suunnilleen rypäleen kokoisia.
Hoon Hahn Yoon, joka johti tutkimusta Aalto-yliopiston kollegansa Zhipei Sun Yoonin kanssa, sanoi, "Spektrometrimme ei vaadi erillisten optisten ja mekaanisten komponenttien tai ryhmärakenteiden kokoamista hajottamaan ja suodattamaan valoa. Lisäksi se voi saavuttaa korkean resoluution, joka on verrattavissa työpöytäjärjestelmiin, mutta paljon pienemmässä paketissa.
Minot sanoi, "On jännittävää, että spektrometrimme avaa mahdollisuuksia kaikenlaisille uusille jokapäiväisille laitteille ja instrumenteille myös uuden tieteen tekemiseen."
”Esimerkiksi lääketieteessä testataan jo spektrometrien kykyä tunnistaa hienovaraisia muutoksia ihmiskudoksessa, kuten kasvainten ja terveen kudoksen eroja. Ympäristön seurantaa varten spektrometrit voivat havaita millaisia saasteita on ilmassa, vettä tai maata, ja kuinka paljon sitä on."
”Olisi mukavaa, että edulliset kannettavat spektrometrit tekisivät tämän työn puolestamme. Ja koulutusympäristössä luonnontieteiden käsitteiden käytännön opetus olisi tehokkaampaa edullisilla, pienikokoisilla spektrometreillä.
”Kaksiulotteisten puolijohteiden parissa työskentelemisen edetessä löydämme nopeasti uusia tapoja käyttää niiden uusia optisia ja elektronisia ominaisuuksia. 2D-puolijohteiden tutkimusta on tutkittu tosissaan vain kymmenkunta vuotta, alkaen grafeenin, yhden atomin paksuiseen hunajakennohilaan järjestetyn hiilen, tutkimuksesta.
”Se on todella jännittävää. Saamme jatkossakin mielenkiintoisia läpimurtoja tutkimalla kaksiulotteisia puolijohteita.
Lehden viite:
- Hoon Hahn Yoon et ai. Pienoistetut spektrometrit, joissa on viritettävä van der Waals -risteys. tiede. DOI: 10.1126/science.add8544
