Програмируемите пиксели могат да революционизират приложенията за инфрачервена светлина, като предоставят нови възможности в различни области. Без контрол върху инфрачервените светлинни вълни автономните превозни средства не могат ефективно да картографират средата, добавената реалност не може да осигури реалистични 3D дисплеи, а лекарите губят ценен инструмент за ранно откриване на рак. Въпреки че динамичното управление на светлината може значително да подобри съществуващите технологии, сложността на изработването на програмируеми термични устройства ограничава тяхната масова достъпност.
Нов пробив в инфрачервените технологии
Изследователи от Университета Карнеги Мелън, ръководени от Шенг Шен и Сю Джан, разработиха нова активна метаповърхност – електрически програмируем графенов полеви транзистор (Gr-FET). Това устройство позволява прецизен контрол върху инфрачервените вълни в широк спектър от дължини, посоки и поляризации. Тази иновация може да намери приложение в инфрачервения камуфлаж, персонализираното здравно наблюдение и киберсигурността.
„За първи път нашите активни метаповърхностни устройства демонстрират монолитно интегриране на бързо модулирана температура, адресируемо пикселизирано изображение и резонансен инфрачервен спектър“, споделя Xiu Liu, водещ автор на изследването, публикувано в Nature Communications. „Този пробив ще бъде от голям интерес за специалисти в областта на инфрачервената фотоника, материалознанието, биофизиката и топлотехниката.“
Как работи новото устройство?
Устройството се състои от двуизмерни пиксели от златна масичка, които или директно взаимодействат с графенов слой, или са разделени от изолационен слой. Това осигурява ниски нива на пресичане между сигналите, което позволява независимо управление на всеки пиксел. „Този пробив отваря вратата за мащабируемо 2D електрическо писане, което може да се прилага в гъсто разположени пиксели“, казва Зексяо Уанг, докторант по машинно инженерство.
Киберсигурност и защита срещу странични атаки
Една от основните заплахи за цифровата сигурност са атаките по странични канали, при които хакери анализират температурните колебания на устройства, за да извлекат чувствителна информация, като криптиращи ключове. Новото устройство на Шен може да действа като допълнителен защитен механизъм, маскирайки топлинните емисии и предотвратявайки подобни атаки.
„Не е далеч времето, когато тази технология ще бъде интегрирана в ежедневието ни“, прогнозира Шен. „Очакваме тя да стане реалност в следващите пет до десет години.“
Перспективи за бъдещето
Тиани Хуанг, докторант по машинно инженерство, ръководи разработката на иновативна схема за захранване на устройството, която му позволява да работи самостоятелно или като част от съществуващи системи. „Това устройство е мащабируемо – може да се вгради в чип за предотвратяване на кибератаки или дори да бъде носено в дреха за медицински приложения, като например ранно откриване на рак на гърдата“, обяснява Ибай Жонг, също докторант по машинно инженерство.
Технологията на програмируемите пиксели обещава да промени начина, по който взаимодействаме с инфрачервената светлина, като предлага нови възможности за сигурност, медицина и индустрия.
Източник: TechXplore
