Minyatürleştirilmiş hesaplamalı spektrometreler, çip üzerinde ve implante edilebilir uygulamalar için gereklidir. Tek bir dedektör kullanılarak yapılan son derece hassas spektral ölçüm, bu tür spektrometrelerin ayak izlerinin küçültülmesine olanak tanırken, tezgah üstü sistemlerinkine yaklaşan spektral çözünürlük elde edilmesini sağlar.
Bir malzeme araştırmacısı da dahil olmak üzere bilim adamları Oregon State University, ışığı ölçmek için daha iyi bir araç yarattık. Optik spektrometrideki bu ilerleme, akıllı telefon kameralarından çevresel izlemeye kadar her şeyi geliştirebilir. Aslında bilim insanları, bir mikroçipe takılan ve kullanılarak çalıştırılan güçlü, son derece küçük bir spektrometre geliştirdiler. yapay zeka.
Bu aracı geliştirmek için bilim insanları, iki boyutlu yarı iletkenler olarak bilinen nispeten yeni bir süper ince malzeme sınıfını kullandılar. Nihai sonuç, çeşitli teknolojilerle donatılabilecek bir spektrometre konseptinin kanıtıdır.
Emdiği ışığın renkleri üzerinde tam elektriksel kontrol sağlaması nedeniyle alet, ölçeklenebilirlik ve kapsamlı uygulama açısından muazzam bir potansiyele sahiptir.
OSU Bilim Koleji'nde fizik profesörü olan Ethan Minot şunları söyledi: "Günümüzde tipik olarak kullanılanlardan çok daha minyatür spektrometreler oluşturmanın bir yolunu gösterdik. Spektrometre farklı dalga boylarında ışığın gücünü ölçer ve birçok endüstride ve bilimin tüm alanlarında örnekleri tanımlamak ve malzemeleri karakterize etmek için son derece faydalıdır."
"Geleneksel spektrometreler büyük optik ve mekanik bileşenler gerektirirken, yeni cihaz bir insan saçı. Yeni araştırma, bu bileşenlerin yeni yarı iletken malzemeler ve yapay zeka ile değiştirilebileceğini ve bu sayede spektrometrelerin boyutlarının, yaklaşık bir üzüm büyüklüğündeki mevcut en küçük olanlardan çarpıcı biçimde küçültülmesine olanak tanıyacağını öne sürüyor."
Aalto Üniversitesi'nden meslektaşı Zhipei Sun Yoon ile çalışmayı yöneten Hoon Hahn Yoon şunları söyledi: "Spektrometremiz, ışığı dağıtmak ve filtrelemek için ayrı optik ve mekanik bileşenlerin veya dizi tasarımlarının bir araya getirilmesini gerektirmiyor. Üstelik tezgah üstü sistemlerle karşılaştırılabilecek yüksek bir çözünürlüğe, çok daha küçük bir pakette ulaşabiliyor.”
Minot dedi ki: "Spektrometremizin, yeni bilim yapmak için de her türlü yeni gündelik alet ve alete olanak sağlaması heyecan verici."
"Örneğin tıpta spektrometreler, tümörler ve sağlıklı dokular arasındaki farklar gibi insan dokusundaki ince değişiklikleri belirleme yetenekleri açısından halihazırda test ediliyor. Çevresel izleme için spektrometreler ne tür kirlilik havada, su veya toprak ve ne kadar olduğu.”
"Bu işi bizim için yapan düşük maliyetli, taşınabilir spektrometrelere sahip olmak güzel olurdu. Eğitim ortamında ise fen kavramlarının uygulamalı olarak öğretilmesi, ucuz ve kompakt spektrometrelerle daha etkili olacaktır."
“İki boyutlu yarı iletkenlerle ilgili çalışmalar ilerledikçe, onların yeni optik ve elektronik özelliklerini kullanmanın yeni yollarını hızla keşfedeceğiz. 2D yarı iletkenlere yönelik araştırmalar, bir atom kalınlığında bir bal peteği örgüsünde düzenlenmiş karbon olan grafen çalışmasıyla başlayarak yalnızca bir düzine yıldır ciddi bir şekilde devam ediyor.
“Gerçekten heyecan verici. İki boyutlu yarı iletkenleri inceleyerek ilginç buluşlara imza atmaya devam edeceğiz.
Dergi Referans:
- Hoon Hahn Yoon ve ark. Ayarlanabilir van der Waals bağlantısına sahip minyatürleştirilmiş spektrometreler. Bilim. DOI: 10.1126/science.add8544
