גלאי אלקטרואופטי בעל פוטנציאל ליצירת מהפכה בתחום ראיית הלילה

חוקרים מהפקולטה להנדסה באוניברסיטת בר-אילן יצרו "פיקסל" בעל רגישות גבוהה לאור, המורכב מחומר דו ממדי *יוביל להוזלה ניכרת במחיר של ציוד זה

מתוך המחקר של פרופ' דורון נווה, המכון לננו טכנולוגיה באוניברסיטת בר אילן
מתוך המחקר של פרופ' דורון נווה, המכון לננו טכנולוגיה באוניברסיטת בר אילן

במחקר שבוצע במעבדה של פרופ' דורון נווה בפקולטה להנדסה באוניברסיטת בר-אילן תוכנן ומומש "פיקסל" בעל רגישות גבוהה ביותר לאור, המורכב מחומר דו ממדי בתצורה ייחודית. הפיקסל מתאים כרכיב ליבה שיניב הוזלה ניכרת במחיר לצד יתרונות נוספים במגברי אור כוכבים, שהם מערכות ראיית הלילה הנפוצות ביותר כיום. המאמר המלא פורסם בכתב העת  Advanced Materials.

ליריעות של חומרים מסויימים בעלות עובי אטומים בודדים ("חומרים דו ממדיים") יש תכונות אלקטרואופטיות ייחודיות מעניינות ביותר מחד, והתאמה לשילוב בתהליכי ייצור סדרתי המוני מאידך. פרמטרים אלה מאפשרים להשתמש בחומרים הדו ממדיים כבסיס לדור הבא של גלאים אלקטרואופטיים, מתוך כוונה לייצר מהם מצלמות ווידאו זולות, המעבירות את תמונת הנוף גם בתנאי תאורות חלשות או אפילו בחשיכה מוחלטת. דוגמאות לחומרים שמהם ניתן ליצור יריעות דו ממדיות: גרפן (פחמן), מוליבדנום דיסולפיד, זרחן שחור ועוד.

ננו טכנולוגיה. המחשה: depositphotos.com
ננו טכנולוגיה. המחשה: depositphotos.com

כיום, מצלמות המיועדות לראיה בתאורות חלשות או בחשיכה הן יקרות יחסית. ההתקנים הנפוצים ביותר הם מגברי אור כוכבים, המבוססים על הגברת אור הכוכבים באמצעות שפופרת ריק ייעודית הממירה את האור הפוגע באלקטרונים, מכפילה את כמות האלקטרונים, ומאיצה אותם עד פגיעתם במסך זרחני וממנו לעין המשתמש (מתקבלת מעין תמונה ירוקה של הנוף). סוג אחר של התקנים הוא המצלמות התרמיות, המבוססות על גלאי "חישת חום". המצלמות משני הסוגים יקרות, ולכן קנייתן מוגבלת לצרכי מחקר, דימות רפואי או ביטחון.

במסגרת המחקר פותח ומומש "פיקסל" המורכב ממבנה ייחודי של כמה עשרות יריעות דו ממדיות אנכיות מקבילות של מוליבדנום דיסולפיד בתוספת כמות קטנה של אטומי נחושת ששובצו בתהליך חדשני בין היריעות.

חומר דו ממדי

אור הפוגע ביריעות הדו ממדיות מומר לאלקטרונים, המוכפלים כמה עשרות אלפי פעמים במנגנון הגבר הנובע מנוכחות אטומי הנחושת, נקראים ומוצגים כעצמת זרם. באופן זה, הפיקסל קורא את התמונה המגיעה אליו מהנוף. כפי שתוכנן, ההיענות של הפיקסל היא בתחום האור הנראה (VIS) והאינפרא אדום הקרוב (NIR).

תחום ההיענות של הפיקסל וההגבר הגבוה הטבוע בו הופכים אותו למועמד טבעי להחלפת רכיב ליבה הקיים במגברי אור הכוכבים (שפופרת ריק). מבין היתרונות של הפיקסל לעומת שפופרות הריק ניתן למנות העברת תמונה דיגיטאלית של הנוף להמשך עיבוד, מניעת "שריפת" השפופרת בהפעלתה באור יום, קומפקטיות הרכיב ומחירו הזול משמעותית, שינגיש את מצלמות ראיית הלילה לכל דורש.

קישור למאמר המלא

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

תגובה אחת

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן