NTU Singapore Wetenschappers creëren ultra-high-performance flexibele UV-sensoren voor gebruik in we

Om de ontwikkeling van draagbare apparaten die geavanceerde ultraviolet (UV) detectiesfuncties bezitten, hebben wetenschappers van Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) een nieuw soort van licht sensor die zowel flexibel als zeer gevoelig is.

Hoewel onzichtbaar voor het menselijk oog, omringen UV-stralen ons in onze omgeving, en overmatige blootstelling kan gezondheidsproblemen veroorzaken, waaronder huidkanker en vroegtijdige huidveroudering. De intensiteit. De intensiteit van UV-stralen wordt doorgaans gemeld via een index tijdens weerberichten. Een draagbaar apparaat, zoals een t-shirt of horloge die de feitelijke persoonlijke UV-blootstelling gedurende de dag bewaakt, zou een nuttige en nauwkeurigere gids zijn voor mensen die zon zijn Schade. In hun studie, die op de voorkant van het peer-beoordeelde journaal ACS Nano werd gekenmerkt, meldden de NTU-onderzoekers dat hun flexibele UV-lichtsensoren 25 keer reageers waren, en 330 keer gevoeliger, dan bestaande sensoren, die de Prestatieniveau vereist voor opto-elektronische toepassingen - of lightbased-elektronica. UV-lichtsensoren, ook bekend als fotodetectoren, worden gebruikt in een breed scala aan systemen, van smartphones tot biomedische beeldvorming. In de afgelopen decennia, Gallium Nitride (GAN) heeft de bekendheid opgedaan als het ideale materiaal om UV-lichtsensoren te fabriceren, grotendeels te wijten aan zijn superieure eigenschappen in het uitzenden, reguleren, verzenden en voelen van licht. De meeste GAN-gebaseerde UV-sensoren zijn echter gebouwd op starre lagen, waardoor hun gebruik in flexibele en draagbare producten beperkt. Hoewel onderzoekers elders flexibele GAN-gebaseerde UV-sensoren hebben ontwikkeld, hebben ze het niveau van de prestaties niet bereikt die nodig zijn voor het gebruik van het modern gebruik. Twee van hun grootste uitdagingen zijn lage responsiviteit en lage gevoeligheid.

NTU's uitvinding overwint beperkingen van stijve UV-lichtsensoren

Het NTU-team heeft deze beperkingen overwonnen door hun flexibele UV-lichtsensoren te creëren op een halfgeleiderwafel 8 inch in diameter, met behulp van vrijstaande single-kristallijne lagen van Gan en aluminium gallium nitride (algan), gerangschikt met behulp van membranen die bestaan ​​uit twee verschillende dunne halfgeleiderlagen (heterostructure-membranen). Dit type halfgeleiderstructuur, die kan worden vervaardigd met behulp van bestaande industriële compatibele methoden, kan het materiaal gemakkelijk worden gebogen, waardoor het gemakkelijk is Ideaal voor gebruik in flexibele sensoren. Tegelijkertijd verandert de chemische samenstelling van het materiaal met diepte, wat betekent dat hoge prestaties worden gehandhaafd, zelfs als het onder druk komt. In labetests, de NTU Flexibele UV-lichtsensoren gemaakt met behulp van de roman gecombineerde UV-lichtsensoren Algan en Gan bediend op buitengewoon hoge niveaus van responsiviteit en gevoeligheid. Onderworpen aan meerdere buig- en hoge temperatuurtests, hebben ze ook goede prestaties onderhouden. Onder een ra Nge van externe stammen (druk, vlak en trek), de sensoren opgenomen een responsiviteitsniveau van tussen 529 - 1340 Ampere / Watt (eenheid die wordt gebruikt om het vermogen van een inrichting te meten om een ​​optisch signaal over te dragen naar een elektrisch signaal), dat is ongeveer 100 keer hoger dan bestaande UV-sensoren. Deze responsiviteit bleef stabiel na 100 cycli van repetitieve buiging en demonstreerde het potentieel om te worden geïntegreerd in wearables.

Innovatie opent deur naar UV-geactiveerde flexibele wearable Tech

Leidonderzoeker, NTU-assistent-professor Kim Munho van de school van elektronische en elektrotechniek, zei dat de hoge prestaties van de flexibele UV-lichtsensoren van het team bewijzen dat het dat zou doen Wees haalbaar om grootschalige lichtgewicht en flexibele elektronica te vervaardigen voor gebruik in toekomstige relevante licht-gebaseerde applicaties. Het prestatie van het NTU-team kan leiden tot aanzienlijke vooruitgang in UV-opto-elektronische apparaten en circuits toegevoegd ASST PROF KIM, omdat productingenieurs nu uitkijken UV-ingeschakelde draagbare systemen. "Terwijl de prestaties van de stijve vorm van op GAN gebaseerde UV-lichtsensoren sterk zijn verbeterd met verschillende structurele innovaties in de afgelopen jaren, blijft een flexibele versie in de kinderschoenen en zijn hun prestaties ver achteraan Rigide tegenhangers, "zei ASST PROF KIM." Onze krachtige flexibele UV-lichtsensoren die we hebben gecreëerd, de weg vooruit voor een breed scala aan toekomstige slijtage ici's, zoals in persoonlijke slimme gezondheidsbewaking, waar mensen de hele dag door hun UV-belichtingsniveaus kunnen meten om hun risico op huidkanker te verminderen. " Huidkanker, een van de meest voorkomende soorten kanker wereldwijd, wordt voornamelijk veroorzaakt door overbelichting aan UV-straling van de zon. In regio's zoals Australië, dat het hoogste tarief van huidkanker in de wereld heeft, wordt geschat dat er ongeveer 2 in 3 personen zullen worden gediagnosticeerd met huidkanker tegen de tijd dat ze de leeftijd van 70 bereiken, volgens gegevens die zijn samengesteld door het World Cancer Research Fund. 1 "Huidkanker kan worden voorkomen door de huid te beschermen tegen overmatige blootstelling aan de zon. In deze context Betrouwbaar wearable apparaat dat UV-blootstelling kan volgen, kan een handig hulpmiddel zijn om de aanbevolen blootstelling te helpen bij het volgen van de aanbevolen blootstelling, met name voor degenen die veel tijd buitenshuis doorbrengen, "zegt het onderzoeksteam. De betekenis van het werk van het onderzoeksteam van NTU benadrukken. Associate Professor Zhao Hongping Van het departement Elektrische en Computer Engineering aan de Ohio State University, VS, die niet betrokken is bij het onderzoek, zei: "Deze demonstratie op een flexibel platform opent enorm PORTENUNITIES Niet alleen in UV-fotodetectoren, maar ook ook andere opto-elektronische en elektronische apparaattoepassingen. " Het project om de flexibele UV-lichtsensoren te ontwikkelen, nam het NTU-team twee jaar ontwerp, fabricage en testen. Vooruitgaan, de onderzoekers willen oog-type UV-imagers en andere toepassingen bedenken met behulp van hun innovatie.

Over Nanyang Technological University, Singapore

Een onderzoeksintensieve openbare universiteit, Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) heeft 33.000 Undergraduate en postgraduate studenten in de 5 Engineering, Business, Science, Humanities , Arts, & Social Sciences en Graduate Colleges. Het heeft ook een medische school, de Lee Kong Chian of Medicine, gezamenlijk opgezet met Imperial College London. NTU is ook de thuisbasis van World-Class Autonomous Instituten - het National Institute of Education , S Rajaratnam School of International Studies, Earth Observatory van Singapore en Singapore Centre for Environmental Life Sciences Engineering - en verschillende toonaangevende onderzoekscentra, zoals het Nanyang Environment & Water Research Institute (Newri) en Energy Research Institute @ NTU (ERI @ N) . Geclassificeerd onder de topuniversiteiten van de wereld door QS, is NTU ook de beste jonge universiteit ter wereld in de afgelopen zeven jaar genoemd. De belangrijkste campus van de universiteit wordt vaak vermeld in de top 1 5 Mooiste universiteitscampussen in de wereld, en het heeft 57 Green Mark-gecertificeerd (equivalent aan LEED-gecertificeerd) bouwprojecten, waarvan 95% gecertificeerd Green Mark PLATINUM. Naast zijn hoofdcampus heeft NTU ook een campus in de gezondheidszorgwijk van Singapore. Onder de NTU Smart Campus-visie maakt de universiteit gebruik van de kracht van digitale technologie en technologische oplossingen om beter leren en levende ervaringen, de ontdekking van nieuwe kennis en de duurzaamheid van middelen te ondersteunen. Ga voor meer informatie naar www.ntu.edu.sg