De thermische straling die door het menselijk lichaam wordt uitgezonden, bevindt zich voornamelijk in het langegolf-infraroodgebied (8-14 m), dat wordt gekenmerkt door een lage fotonenergie en een lage vermogensintensiteit.

Onlangs heeft een onderzoeksteam onder leiding van Associate Prof. Lu Xiaowei, Prof. Jiang Peng en Prof. Bao Xinhe van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) een zeer gevoelige langegolf-infrarooddetector ontworpen die contactloze mens-machine interactie met laag vermogen mogelijk maakt.

Deze studie is gepubliceerd in Advanced Materials op 11 juli

Als een soort thermische detector staat de fotothermo-elektrische detector bekend om zijn breedbandige spectrale respons in de ongekoelde en zelfaangedreven bedrijfsmodus, die twee afzonderlijke energieconversieprocessen omvat:fotothermische en thermo-elektrische conversies.

De commerciële fotothermo-elektrische detectoren gebruiken typisch de thermozuilopstelling om het spanningssignaal te vermenigvuldigen en vereisen de fabricagetechniek van complexe micro-elektromechanische systemen. Bij het detecteren van de zwakke menselijke straling wordt meestal een extra acquisitiecircuit met een hoge signaal-ruisverhouding toegepast vanwege het kleine spanningssignaal (ongeveer tientallen of honderden microvolt).

In dit werk ontwierpen de onderzoekers een nieuwe thermozuil op basis van de SrTiO_3-x /CuNi heterostructuur.

Aan de ene kant koppelde deze heterostructuur synergetisch de hoge elektrische geleidbaarheid van CuNi-legering met de hoge Seebeck-coëfficiënt van SrTiO_3-x . Aan de andere kant vertoonde deze heterostructuur een breedband optisch absorptievermogen, vanwege de combinatie van absorptie van vrije dragers en fononresonantieabsorptie.

De SrTiO_3-x . profiteert van deze functies /CuNi-gebaseerde thermozuil vertoonde een hoge gevoeligheid voor menselijke straling. Het uitgangssignaalniveau bereikte tot 13 mV, met een ruisspanning van 10 nV/Hz ^1/2 . Er werd verder een thermozuil-array gebouwd om de contactloze realtime herkenning van handgebaren, Arabische cijfers en alfabetletters te implementeren.

"Dit werk biedt een betrouwbare strategie om de menselijke straling te integreren in contactloze mens-machine-interactie, die een vitale rol kan spelen in bepaalde mens-machine-interactiegebieden waar hygiëne en veiligheid cruciale zorgen worden", zei prof. Jiang. + Verder verkennen

Elektrochemische biosensor voor storingsvrije detectie van organofosforpesticiden