光電探測器也被稱為光電傳感器,能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)換成電信號,完成諸如打開自動滑動門、在不同光照條件下自動調(diào)節(jié)手機屏幕亮度等任務(wù)?,F(xiàn)在,據(jù)外媒報道,美國賓夕法尼亞州立大學(xué)(Penn State)的研究人員尋求通過將光電探測器與耐用的Gorilla玻璃相結(jié)合,以進一步擴展光電探測器的使用范圍。Gorilla玻璃是美國康寧公司的產(chǎn)品,是一種用于制作智能手機屏幕的材料。
普通玻璃變成光電探測器(圖片來源:賓夕法尼亞州立大學(xué))
光電探測器與Gorilla玻璃集成在一起可能會促進“智能玻璃”、或者配備自動傳感性能的玻璃的商業(yè)化發(fā)展。據(jù)研究人員所說,智能玻璃有很多應(yīng)用,如成像、高級機器人技術(shù)等。
工程科學(xué)與力學(xué)(ESM)系助理教授兼首席研究員Saptarshi Das表示:“在玻璃上打造和縮放光電探測器時會有兩個問題需要解決,首先必須在較低溫下進行,因為玻璃會隨著高溫降解;其次,必須保證光電探測器采用最少的能量在玻璃上運行?!?/p>
為了克服第一個挑戰(zhàn),Das與ESM系博士生Joseph R. Nasr合作,確定了化學(xué)化合物二硫化鉬是一種最佳材料,可作為玻璃的涂層。
然后,材料科學(xué)與工程系(MatSE)教授Joshua Robinson以及MatSE系博士生Nicholas Simonson采用了600攝氏度(溫度足夠低,不會讓Gorilla玻璃降解)的化學(xué)反應(yīng)堆,將化合物和玻璃熔合在一起。接下來,研究人員采用傳統(tǒng)的電子束光刻工具將玻璃和涂層打造成一個光電探測器。
Nasr表示:“然后,我們用綠色LED照明來測試此種玻璃,與在類似的光電子研究中常用的激光照明不同,綠色LED模仿了一種更自然的光源?!?/p>
二硫化鉬光電探測器的超薄機身使其能夠更好地控制靜電,并確保其能夠以低功率運行,而后者是未來智能玻璃技術(shù)的關(guān)鍵需求。
研究人員表示,如果得以實現(xiàn)商業(yè)化,智能玻璃可能會推動制造業(yè)、民用基礎(chǔ)設(shè)施、能源、醫(yī)療保健、交通、航空航天工程等廣泛行業(yè)的技術(shù)進步。該項技術(shù)可用于生物醫(yī)學(xué)成像、安全監(jiān)控、環(huán)境傳感器、光學(xué)通信、夜視、運動探測以及用于自動駕駛車輛和機器人的避碰系統(tǒng)。
Robinson表示:“在夜間駕駛時,汽車擋風(fēng)玻璃上的智能玻璃可以采用該項技術(shù)自動改變不透明度,以適應(yīng)迎面駛來車輛的遠光燈。而新型波音757飛機可以在飛行員和乘客窗戶上采用該玻璃,以自動調(diào)暗陽光。”