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Les scientifiques de NTU Singapour créent des capteurs UV flexibles ultra-hautes performances pour u

  • Auteur:Innolit
  • Source:Professionnel dirigé
  • Relâchez le:2021-08-20

Pour permettre le développement de dispositifs portables possédant des fonctions de détection ultraviolets de pointe (UV), des scientifiques de l'Université technologique de Nanyang, Singapour (NTU Singapour) ont créé une nouvelle Type de léger Capteur qui est à la fois flexible et très sensible.

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Tout en invisible à l'œil humain, les rayons UV nous entourent dans notre environnement et une exposition excessive peut causer des problèmes de santé, y compris le cancer de la peau et le vieillissement prématuré de la peau. L'intensité des rayons UV est généralement signalé par un indice lors des rapports météorologiques. Un dispositif portable, tel qu'un t-shirt ou une montre qui surveille l'exposition uv personnelle réelle tout au long de la journée, serait un guide utile et plus précis pour les personnes qui cherchent à éviter le soleil dommages. Dans leur étude, qui a été présentée sur la couverture de la revue ACS Nano, les chercheurs de NTU ont signalé que leurs capteurs de lumière UV flexibles étaient 25 fois plus réactifs, et 330 fois plus sensibles, que les capteurs existants, dépassant la Niveau de performance requis pour les applications optoélectroniques - ou électronique d'albumsé. Les capteurs de lumière UV, également appelés photodétecteurs, sont utilisés dans une large gamme de systèmes, de smartphones à l'imagerie biomédicale. Au cours des dernières décennies, gallium Le nitrure (Gan) a acquis une importance que le matériau idéal pour fabriquer des capteurs de lumière UV, en grande partie grâce à ses propriétés supérieures en émettant, à la régulation, à la transmission et à la lumière de détection. Cependant, la plupart des capteurs UV basés sur GAN sont aujourd'hui construits sur des couches rigides, limitant leur utilisation dans des produits flexibles et portables. Bien que les chercheurs ailleurs ont développé des capteurs UV basés sur GAN flexibles, ils n'ont pas atteint le niveau de performance requis pour une utilisation de la pointe de la technologie. Deux de leurs plus grands défis sont la faible réactivité et la faible sensibilité.

L'invention de NTU surmonte les limitations de capteurs de lumière UV rigides

L'équipe NTU a surmonté ces contraintes en créant leurs capteurs de lumière UV flexibles sur une plaquette à semi-conducteur de 8 pouces de diamètre, utilisant des couches de gan monocristallins libres de gan et nitrure de gallium en aluminium (Algan), disposé à l'aide de membranes composées de deux couches semi-conductrices différentes (membranes d'hétéroostructure). Ce type de structure semi-conductrice, qui peut être fabriqué à l'aide de méthodes compatibles industrielles existantes, permet au matériau d'être facilement plié, ce qui le fait Idéal pour une utilisation dans des capteurs flexibles. Dans le même temps, la composition chimique du matériau change de profondeur, ce qui signifie que les performances élevées sont maintenues même lorsqu'il s'agit sous pression. Dans les tests de laboratoire, les capteurs de lumière UV flexibles NTU créés à l'aide du roman combiné Algan et Gan fonctionnaient à des niveaux de réactivité et de sensibilité extrêmement élevés. Soumis à de multiples tests de flexion et de température élevées, ils ont également maintenu de bonnes performances. Sous un RA NGE de souches externes (compressives, plates et trempes), les capteurs ont enregistré un niveau de réactivité compris entre 529 et 1340 ampères / watts (unité utilisée pour mesurer la capacité d'un dispositif à transférer un signal optique à un signal électrique), ce qui est environ 100 fois plus haut que les capteurs UV existants. Cette responsabilité est restée stable après 100 cycles de flexion répétitive, démontrant son potentiel d'intégration dans les portables.

L'innovation ouvre la porte à une technologie gaspille flexible activée par UV

Chercheur principal, professeur adjoint de NTU Kim Munho de l'école de génie électronique et électrique, a déclaré que les capteurs de lumière UV flexibles de l'équipe prouvent qu'il serait être réalisable pour fabriquer des appareils électroniques légers à grande échelle et flexibles pour une utilisation dans les applications légères pertinentes. La réalisation de l'équipe NTU pourrait entraîner des progrès significatifs dans les appareils optoélectroniques UV et les circuits ajoutés à l'ASST M. Prof Kim, comme les ingénieurs de produits pouvaient désormais hâte de développer Systèmes portables compatibles UV. "Bien que les performances de la forme rigide des capteurs de lumière UV basées sur GAN ont été grandement améliorées avec diverses innovations structurelles au cours des dernières années, une version flexible reste à ses balbutiements et leur performance est loin derrière celle de la Des homologues rigides », a déclaré Ast Prof Kim." Nos capteurs de lumière UV flexibles de haute performance que nous avons créés et que nous avons créé la voie à suivre pour un large éventail d'applications à ports futurs Ications, telles que dans la surveillance personnelle de la santé intelligente, où les personnes peuvent mesurer avec précision leurs niveaux d'exposition aux UV tout au long de la journée pour réduire leur risque de cancer de la peau. " Cancer de la peau, l'un des types de cancer les plus courants à l'échelle mondiale, est principalement causé par une surexposition au rayonnement UV du soleil. Dans des régions telles que l'Australie, qui a le taux de cancer de la peau le plus élevé au monde, on estime qu'environ 2 3 personnes seront diagnostiquées avec cancer de la peau au moment où elles atteignent l'âge de 70 ans, selon les données compilées par le Fonds de recherche sur le cancer du monde. 1 "Le cancer de la peau peut être empêché de protéger la peau de l'exposition excessive du soleil. Dans ce contexte, un Un dispositif portable fiable pouvant suivre l'exposition UV peut être un outil pratique pour aider à surveiller l'exposition recommandée, en particulier pour ceux qui passent beaucoup de temps à l'extérieur », dit l'équipe de recherche. En soulignant l'importance du travail effectué par l'équipe de recherche NTU, Professeur agrégé Zhao Honging du département de génie électrique et informatique à l'Université de l'État de l'Ohio, aux États-Unis, qui n'est pas impliqué dans la recherche, a déclaré: «Cette démonstration sur une plate-forme flexible ouvre de la vaste Portunities non seulement dans les photodétecteurs UV, mais également d'autres applications optoélectroniques et électroniques. " Le projet de développement des capteurs de lumière UV flexibles a pris l'équipe NTU deux années de conception, de fabrication et de test. Avancer, les chercheurs cherchent à concevoir des imageurs UV de type oeil et d'autres applications en utilisant leur innovation.

À propos de Nanyang Technological University, Singapour

Une université publique à forte intensité de recherche, Université technologique de Nanyang, Singapour (NTU Singapour) a 33.000 étudiants de premier cycle et de troisième cycle dans l'ingénierie 5, Affaires, Science, Sciences Humaines , Arts, et les sciences sociales et les collèges supérieures Il dispose également d'une école de médecine, Lee Kong Chian School of Medicine, mis en place conjointement avec l'Imperial College London NTU abrite également des instituts autonomes de classe mondiale -.. l'Institut national de l'éducation , S Rajaratnam School of international Studies, Observatoire de la Terre de Singapour, et Centre de Singapour pour l'ingénierie des sciences de la vie de l'environnement - et divers grands centres de recherche tels que le Nanyang environnement et Institut de recherche sur l'eau (NEWRI) et de l'énergie Institut de recherche @ NTU (PERA @ N) . Classée parmi les meilleures universités du monde par QS, NTU a également été nommé meilleur jeune université du monde depuis sept ans. le campus principal de l'Université est souvent classé parmi les Top 1 5 plus beaux campus universitaires dans le monde, et il a 57 Green Mark certifié (équivalent à la certification LEED) des projets de construction, dont 95% sont certifiés Green Mark Platinum. En dehors de son campus principal, NTU dispose également d'un campus dans le quartier de la santé de Singapour. Dans le cadre de la vision du Campus intelligent NTU, l'Université met à profit la puissance de la technologie numérique et des solutions de pointe a permis de mieux soutenir l'apprentissage et les expériences de vie, la découverte de nouvelles connaissances, et la durabilité des ressources. Pour plus d'informations, visitez le www.ntu.edu.sg