小型化された計算分光計は、オンチップおよび埋め込み型アプリケーションに不可欠です。 単一の検出器を使用した高感度スペクトル測定により、このような分光計の設置面積を縮小しながら、ベンチトップ システムに近いスペクトル分解能を達成できます。
からの材料研究者を含む科学者 オレゴン州立大学、光を測定するためのより良いツールを作成しました。 光学分光法のこの進歩は、スマートフォンのカメラから環境モニタリングまで、あらゆるものを強化する可能性があります。 実際、科学者たちは、マイクロチップに収まる強力で超小型の分光計を発明しました。 人工知能.
このツールを開発するために、科学者は XNUMX 次元半導体として知られる比較的新しいクラスの極薄材料を使用しました。 最終結果は、いくつかの技術を搭載できる分光計の概念実証です。
吸収する光の色を電気的に完全に制御できるため、このツールは拡張性と広範なアプリケーションに大きな可能性を秘めています。
OSU カレッジ オブ サイエンスの物理学教授であるイーサン マイノットは、次のように述べています。 「私たちは、現在一般的に使用されているものよりもはるかに小型の分光計を構築する方法を実証しました。 スペクトロメータ さまざまな波長で光の強度を測定し、サンプルを識別して材料を特徴付けるために、多くの産業や科学のあらゆる分野で非常に役立ちます。」
「従来の分光計は、かさばる光学および機械部品を必要としますが、新しいデバイスは、 人間の髪の毛. 新しい研究は、これらのコンポーネントを新しい半導体材料と AI に置き換えることができることを示唆しており、分光計のサイズを現在の最小のものから劇的に縮小することができます。
アールト大学の同僚である Zhipei Sun Yoon と共にこの研究を主導した Hoon Hahn Yoon は、次のように述べています。 「私たちの分光計は、光を分散させてフィルタリングするために、個別の光学部品と機械部品を組み立てたり、アレイ設計を行う必要はありません。 さらに、ベンチトップシステムに匹敵する高解像度をはるかに小型のパッケージで実現できます。」
ミノは言った、 「私たちの分光計が、あらゆる種類の新しい日常のガジェットや機器の可能性を切り開き、新しい科学を行うことにも興奮しています。」
「たとえば医学では、分光計は、腫瘍と健康な組織の違いなど、人間の組織の微妙な変化を識別する能力についてすでにテストされています。 環境モニタリングの場合、分光計はどのような種類の物質を検出できますか? 汚染は空気中にある、水、または地面、そしてその量。
「低コストでポータブルな分光計がこの作業を行ってくれるとよいでしょう。 また、教育現場では、安価でコンパクトな分光計を使用することで、科学の概念を実践的に教えることがより効果的になります。」
「二次元半導体の研究が進むにつれて、その新しい光学的および電子的特性を使用する新しい方法が急速に発見されるでしょう。 2D 半導体の研究は、XNUMX 原子の厚さのハニカム格子状に配置された炭素であるグラフェンの研究から始まって、わずか XNUMX 年しか本格化していません。」
「本当にエキサイティングです。 二次元半導体を研究することで、興味深いブレイクスルーを続けていきます。
ジャーナルリファレンス：
- フン・ハンユン 他調整可能なファン デル ワールス接合を備えた小型化された分光計。 科学。 DOI： 10.1126/science.add8544
