Teplovizorlar inqilobi: Yangi turdagi tranzistor qurilmalar aniqligini 15 baravarga oshirdi

Zamonaviy texnologiyalar olamida tungi koʻrish qurilmalari va issiqlik datchiklarining ahamiyati kundan-kunga ortib bormoqda. Olimlar kichik hajmdagi yangi turdagi tranzistorni ishlab chiqish orqali anʼanaviy teplovizorlarning sezgirligini keskin oshirishga muvaffaq boʻlishdi. Ushbu kashfiyot nafaqat harbiy sohada, balki robototexnika va avtonom transport vositalari navigatsiyasida ham yangi davrni boshlab berishi kutilmoqda. Bu haqda Ixbt.com xabar beradi.

Professor Fenyanyan Sya (Fengnian Xia) boshchiligidagi tadqiqotchilar guruhi tomonidan amalga oshirilgan ushbu ish natijalari nufuzli Nature Sensors jurnalida eʼlon qilindi. Tadqiqotchilar mavjud issiqlik sensorlarining imkoniyatlarini kengaytirish uchun ikki kontaktli NPN-tranzistordan foydalanishdi. Bu elektron komponent elektr zanjirlarida signallarni kuchaytirish xususiyatiga ega boʻlib, sensorlarning harorat oʻzgarishiga boʻlgan reaksiyasini tubdan yaxshilaydi.

Texnologik toʻsiqlarni bartaraf etish

Hozirgi vaqtda teplovizorlar asosan ikki tamoyil asosida ishlaydi. Eng yuqori aniqlikdagi tizimlar foton detektorlaridan foydalanadi, biroq ular juda qimmat va ishlashi uchun maxsus sovutish tizimlarini talab qiladi. Shu sababli, ular asosan ixtisoslashgan harbiy texnikalarda qoʻllaniladi. Ikkinchi tur — mikrobolometrlar boʻlib, ular arzonroq va portativ qurilmalarda, jumladan yongʻin xavfsizligi tizimlarida ishlatiladi. Biroq, ularning sezgirligi foton detektorlaridan ancha past edi.

Muammoning asosi materiallarning haroratga chidamlilik koeffitsiyenti (TCR) pastligida edi. Bu koʻrsatkich modda harorati oʻzgarganda uning elektr qarshiligi qanchalik oʻzgarishini belgilaydi. TCR qanchalik yuqori boʻlsa, sensor eng kichik issiqlik oʻzgarishini ham shunchalik tez va aniq ilgʻay oladi. Ixbt.com maʼlumotiga koʻra, vanadiy oksidi va amorf kremniy kabi anʼanaviy materiallarda bu koʻrsatkich cheklangan edi.

Yangi yondashuv va natijalar

Olimlar yangi material qidirish oʻrniga, mavjud konstruksiyaga tranzistor qoʻshish yoʻlini tanladilar. Ishning yetakchi muallifi Szyachjen Chen (Jiazhen Chen)ning tushuntirishicha, tranzistor zaryad tashuvchilar oʻrtasida teskari aloqani hosil qiladi. Bu esa qarshilikning haroratga bogʻliqligini sunʼiy ravishda kuchaytiradi va sensor sezgirligini dasturlash imkonini beradi.

Ushbu modifikatsiya natijasida harorat koeffitsiyenti har bir kelvin uchun 10 foizdan 150 foizgacha koʻtarildi. Bu koʻrsatkich teplovizorlarning aniqligi qariyb 15 baravarga oshganini anglatadi. Eng muhimi, bunday yuqori natijaga murakkab va qimmat sovutish tizimlarisiz erishildi, bu esa qurilmalarning tannarxini pasaytirish va ularni ommalashtirish imkonini beradi.

Loyiha mualliflari kelajakda ushbu texnologiya asosida toʻliq metrajli qurilmalar yaratishni rejalashtirmoqda. Keyingi bosqichda datchiklarni zamonaviy mikrosxemalar ishlab chiqarishda keng qoʻllaniladigan kremniy platformasiga oʻtkazish koʻzda tutilgan. Bu esa yangi turdagi teplovizorlarni smartfonlar va boshqa maishiy gadjetlarga integratsiya qilish imkoniyatini ochadi.