Nanowires become smallest-ever spectrometers — ABC Chemicals

Устройства 50–100 мкм достаточно малы, чтобы втиснуть их в смартфоны, но вначале их должно быть легче превратить в массивы.

Nanowires become smallest-ever spectrometers - ABC Chemicals

Исследователи из Великобритании, Китая и Финляндии создали спектрометры длиной около 50–100 мкм, которые, по их мнению, являются самыми маленькими из когда-либо созданных на основе одиночных нанопроводов. Используя спектрометры, команда под руководством Тауфика Хасана из Кембриджского университета сфотографировала спектральные снимки луковых клеток и часть герба университета. «Миниатюрный спектрометр имеет огромный потенциал как для потребителей, так и для научных областей», — говорит Хасан.

Члены команды Хасана Zongyin Yang и Tom Albrow-Owen начали свою аспирантуру, изучая материалы, чтобы расширить диапазон светлых цветов, которые отдельные фотоприемные устройства могут преобразовывать в электронные сигналы. Используя химическое осаждение из паровой фазы, Ян ранее выращивал полупроводниковые нанопроволоки, сделанные в основном из CdS на одном конце, постепенно меняя состав, чтобы стать CdSe. Таким образом, поглощаемые светлые цвета варьировались по длине нанопроволоки. «Эта красивая нанопроволока на самом деле покрывает довольно большую часть видимого диапазона, — объясняет Хасан.

Задумываясь, как использовать эти нанопроволоки, ученые сделали концептуальный переход от отдельных фотоприемников к спектрометру. Обычные спектрометры обычно нуждаются в громоздких или сложных оптических компонентах для разделения света на разные цвета, а затем используют разные детекторы для их измерения. Альброу-Оуэн разработал строго контролируемые процессы, которые позволили команде разделить нанопроволоки на 38 секций путем регулярного нанесения электродов из индия / золота.

Nanowires become smallest-ever spectrometers - ABC Chemicals

Когда свет падает на отдельные участки, он генерирует электронный ток, который зависит от длины волны света и состава материала на этом участке. Команда разработала алгоритм, который сопоставил различные выходные токи с предварительно откалиброванными откликами и исправил ошибки измерения, чтобы восстановить полный входящий спектр. Просто сканируя их по объектам, представляющим интерес, без необходимости громоздкой оптики, эти устройства могут создавать спектральные изображения. В таких изображениях каждый отдельный пиксель содержит информацию в видимом диапазоне длин волн.

Поскольку устройство не имеет движущихся частей, его не нужно регулярно калибровать, как в существующих спектрометрах, говорит Хасан Мир химии, Но теперь команда хочет собрать множество нанопроволочных спектрометров, чтобы сделать снимки области за один раз и избежать необходимости сканировать ее.

«Это интересный подход, который дает ценное подтверждение концепции крайней миниатюризации спектрального обнаружения, хотя проблемы с масштабируемостью остаются», — соглашается Эндрю Маршалл, который разрабатывает новые материалы для фотоприемников и других электронных устройств следующего поколения в Университете Ланкастера, Великобритания. , «Такая миниатюризация крайне желательна, потому что она открывает новые приложения как для специалистов, так и для потребителей».

По словам Хасана, исследователи подали заявку на патент и рассматривают возможность объединения спектрометров с микрофлюидикой для изучения отдельных клеток. Среди многих других возможных приложений он также предлагает интегрировать их со смартфонами, чтобы пользователи могли анализировать продукты, которые они покупают.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *