Infrarotdetektoren aus Quantenpunkten – Schärferer Blick für das Unsichtbare
Die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) hat einen bahnbrechenden Durchbruch in der Infrarot-Detektionstechnologie erzielt. Einem Forscherteam unter der Leitung von Dr. Andreas Riedo ist es gelungen, Infrarotdetektoren aus Quantenpunkten herzustellen, die eine beispiellose Empfindlichkeit und räumliche Auflösung bieten.
Was sind Quantenpunkte?
Quantenpunkte sind nanoskalige Halbleiterkristalle mit einzigartigen optischen Eigenschaften. Sie absorbieren und emittieren Licht mit sehr spezifischen Wellenlängen, die von ihrer Größe und Form abhängen. Diese Eigenschaften machen sie ideal für Anwendungen in der Optoelektronik.
Infrarotdetektion
Infrarotstrahlung ist eine Form elektromagnetischer Strahlung mit Wellenlängen, die länger sind als die des sichtbaren Lichts. Sie wird von verschiedenen Quellen emittiert, darunter Wärme, Feuer und Nachtsichtgeräte. Infrarotdetektoren sind Geräte, die Infrarotstrahlung in ein elektrisches Signal umwandeln, das von elektronischen Geräten verarbeitet werden kann.
Vorteile von Infrarotdetektoren aus Quantenpunkten
Die Infrarotdetektoren aus Quantenpunkten der Empa bieten mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Detektoren:
- Erhöhte Empfindlichkeit: Quantenpunkte weisen eine außergewöhnlich hohe Empfindlichkeit auf, wodurch sie selbst schwächste Infrarotsignale erfassen können.
- Verbesserte räumliche Auflösung: Die kleinen Abmessungen von Quantenpunkten ermöglichen die Herstellung von Detektoren mit sehr hoher räumlicher Auflösung, wodurch scharfe Bilder erzeugt werden können.
- Breiter spektraler Bereich: Quantenpunkte können auf unterschiedliche Wellenlängen im Infrarotspektrum abgestimmt werden, was sie für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet macht.
Anwendungen
Die Infrarotdetektoren aus Quantenpunkten der Empa haben ein breites Anwendungsspektrum, darunter:
- Nachtsichtgeräte: Verbesserte Nachtsichtgeräte für Militär-, Sicherheits- und Rettungsdienste.
- Medizinische Bildgebung: Erkennung von Tumoren, Entzündungen und anderen medizinischen Problemen durch Infrarot-Thermografie.
- Industrielle Inspektion: Inspektion von Geräten, Leitungen und anderen industriellen Komponenten auf versteckte Mängel oder Lecks.
- Sicherheit: Erkennung versteckter Personen oder Gegenstände in abgedunkelten Bereichen.
Ausblick
Die Entwicklung von Infrarotdetektoren aus Quantenpunkten durch die Empa ist ein bedeutender Durchbruch auf dem Gebiet der Optoelektronik. Diese Detektoren haben das Potenzial, die Infrarot-Bildgebung und -Erkennung zu revolutionieren und in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt zu werden. Die Empa plant, ihre Forschung fortzusetzen, um die Leistung dieser Detektoren weiter zu verbessern und ihre Einsatzmöglichkeiten zu erweitern.
Infrared detectors made from quantum dots – A keener eye for the invisible
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