소형화된 컴퓨터 분광기는 온칩 및 이식 가능한 애플리케이션에 필수적입니다. 단일 검출기를 사용하여 고감도 스펙트럼 측정을 수행하면 벤치탑 시스템에 근접한 스펙트럼 분해능을 달성하면서 그러한 분광계의 풋프린트를 축소할 수 있습니다.
의 재료 연구원을 포함한 과학자들은 오레곤 주립 대학, 빛을 측정하기 위한 더 나은 도구를 만들었습니다. 광학 분광법의 이러한 발전은 스마트폰 카메라에서 환경 모니터링에 이르기까지 모든 것을 향상시킬 수 있습니다. 실제로 과학자들은 마이크로칩에 맞는 강력하고 초소형 분광계를 고안했습니다. 인공 지능.
이 도구를 개발하기 위해 과학자들은 XNUMX차원 반도체로 알려진 비교적 새로운 종류의 초박형 재료를 사용했습니다. 최종 결과는 여러 기술을 탑재할 수 있는 분광계에 대한 개념 증명입니다.
흡수하는 빛의 색상을 완전히 전기적으로 제어하기 때문에 이 도구는 확장성과 광범위한 응용 분야에 대한 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다.
OSU 과학 대학의 물리학 교수인 Ethan Minot는 다음과 같이 말했습니다. “우리는 오늘날 일반적으로 사용되는 것보다 훨씬 더 작은 분광계를 구축하는 방법을 시연했습니다. 분광계 다양한 파장에서 빛의 강도를 측정하고 많은 산업과 모든 과학 분야에서 샘플을 식별하고 재료를 특성화하는 데 매우 유용합니다."
“전통적인 분광계는 부피가 큰 광학 및 기계 부품을 필요로 하는 반면, 새로운 장치는 머리카락. 새로운 연구는 이러한 구성 요소가 새로운 반도체 재료와 AI로 대체될 수 있음을 시사하며, 이를 통해 분광계는 현재 가장 작은 포도 크기인 분광계 크기에서 극적으로 축소될 수 있습니다.”
Aalto University의 Zhipei Sun Yun과 함께 연구를 이끈 윤훈한은 다음과 같이 말했습니다. “우리 분광기는 빛을 분산하고 필터링하기 위해 별도의 광학 및 기계 구성 요소 또는 어레이 설계를 조립할 필요가 없습니다. 또한, 벤치탑 시스템에 필적하는 고해상도를 달성할 수 있지만 훨씬 더 작은 패키지입니다.”
미노트가 말했다. "우리의 분광계가 모든 종류의 새로운 일상 기기와 기기에 새로운 과학을 수행할 수 있는 가능성을 열어준다는 사실이 흥미롭습니다."
"예를 들어 의학에서 분광계는 종양과 건강한 조직의 차이와 같은 인간 조직의 미묘한 변화를 식별하는 능력에 대해 이미 테스트되고 있습니다. 환경 모니터링을 위해 분광계는 어떤 종류의 오염이 공기 중에 있다, 물이나 땅, 그리고 얼마인지.”
“저비용의 휴대용 분광기가 우리를 위해 이 작업을 수행하는 것이 좋을 것입니다. 그리고 교육 환경에서 과학 개념의 실습 교육은 저렴하고 컴팩트한 분광기를 사용하면 더 효과적일 것입니다.”
“2차원 반도체에 대한 연구가 진행됨에 따라 우리는 새로운 광학 및 전자 특성을 사용하는 새로운 방법을 빠르게 발견할 것입니다. XNUMX차원 반도체에 대한 연구는 원자 XNUMX개 두께의 벌집 격자 모양으로 배열된 탄소인 그래핀(graphene) 연구를 시작으로 불과 XNUMX여 년 만에 본격화됐다”고 말했다.
“정말 흥미진진합니다. 우리는 XNUMX차원 반도체를 연구함으로써 흥미로운 돌파구를 계속해서 가질 것입니다.
저널 참조 :
- Hoon Hahn Yoon et al. 조정 가능한 반 데르 발스 접합이 있는 소형 분광계. 과학. DOI : 10.1126/science.add8544
