Тепловизорлар инқилоби: Янги турдаги транзистор қурилмалар аниқлигини 15 бараварга оширди

Замонавий технологиялар оламида тунги кўриш қурилмалари ва иссиқлик датчикларининг аҳамияти кундан-кунга ортиб бормоқда. Олимлар кичик ҳажмдаги янги турдаги транзисторни ишлаб чиқиш орқали анъанавий тепловизорларнинг сезгирлигини кескин оширишга муваффақ бўлишди. Ушбу кашфиёт нафақат ҳарбий соҳада, балки робототехника ва автоном транспорт воситалари навигациясида ҳам янги даврни бошлаб бериши кутилмоқда. Бу ҳақда Ixbt.com хабар беради.

Профессор Фенянян Ся (Фенгниан Хиа) бошчилигидаги тадқиқотчилар гуруҳи томонидан амалга оширилган ушбу иш натижалари нуфузли Натуре Сенсорс журналида эълон қилинди. Тадқиқотчилар мавжуд иссиқлик сенсорларининг имкониятларини кенгайтириш учун икки контактли НПН-транзистордан фойдаланишди. Бу электрон компонент электр занжирларида сигналларни кучайтириш хусусиятига эга бўлиб, сенсорларнинг ҳарорат ўзгаришига бўлган реакциясини тубдан яхшилайди.

Технологик тўсиқларни бартараф этиш

Ҳозирги вақтда тепловизорлар асосан икки тамойил асосида ишлайди. Энг юқори аниқликдаги тизимлар фотон детекторларидан фойдаланади, бироқ улар жуда қиммат ва ишлаши учун махсус совутиш тизимларини талаб қилади. Шу сабабли, улар асосан ихтисослашган ҳарбий техникаларда қўлланилади. Иккинчи тур — микроболометрлар бўлиб, улар арзонроқ ва портатив қурилмаларда, жумладан ёнғин хавфсизлиги тизимларида ишлатилади. Бироқ, уларнинг сезгирлиги фотон детекторларидан анча паст эди.

Муаммонинг асоси материалларнинг ҳароратга чидамлилик коэффициенти (ТКР) пастлигида эди. Бу кўрсаткич модда ҳарорати ўзгарганда унинг электр қаршилиги қанчалик ўзгаришини белгилайди. ТКР қанчалик юқори бўлса, сенсор энг кичик иссиқлик ўзгаришини ҳам шунчалик тез ва аниқ илғай олади. Ixbt.com маълумотига кўра, ванадий оксиди ва аморф кремний каби анъанавий материалларда бу кўрсаткич чекланган эди.

Янги ёндашув ва натижалар

Олимлар янги материал қидириш ўрнига, мавжуд конструкцияга транзистор қўшиш йўлини танладилар. Ишнинг етакчи муаллифи Сзячжен Чен (Жиажен Чен)нинг тушунтиришича, транзистор заряд ташувчилар ўртасида тескари алоқани ҳосил қилади. Бу эса қаршиликнинг ҳароратга боғлиқлигини сунъий равишда кучайтиради ва сенсор сезгирлигини дастурлаш имконини беради.

Ушбу модификация натижасида ҳарорат коэффициенти ҳар бир келвин учун 10 фоиздан 150 фоизгача кўтарилди. Бу кўрсаткич тепловизорларнинг аниқлиги қарийб 15 бараварга ошганини англатади. Энг муҳими, бундай юқори натижага мураккаб ва қиммат совутиш тизимларисиз эришилди, бу эса қурилмаларнинг таннархини пасайтириш ва уларни оммалаштириш имконини беради.

Лойиҳа муаллифлари келажакда ушбу технология асосида тўлиқ метражли қурилмалар яратишни режалаштирмоқда. Кейинги босқичда датчикларни замонавий микросхемалар ишлаб чиқаришда кенг қўлланиладиган кремний платформасига ўтказиш кўзда тутилган. Бу эса янги турдаги тепловизорларни смартфонлар ва бошқа маиший гаджетларга интеграция қилиш имкониятини очади.