La radiación térmica emitida por el cuerpo humano se encuentra predominantemente en la región infrarroja de onda larga (8–14 μm), que se caracteriza por una baja energía fotónica y una baja intensidad de potencia.

Recientemente, un equipo de investigación dirigido por el Prof. asociado Lu Xiaowei, el Prof. Jiang Peng y el Prof. Bao Xinhe del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China (CAS) diseñó un detector infrarrojo de onda larga altamente sensible. que permite la interacción hombre-máquina sin contacto y de baja potencia.

Este estudio fue publicado en Advanced Materials el 11 de julio.

Como tipo de detector térmico, el detector fototermoeléctrico es bien conocido por su respuesta espectral de banda ancha en el modo de funcionamiento no refrigerado y autoalimentado, que implica dos procesos de conversión de energía separados:conversiones fototérmica y termoeléctrica.

Los detectores fototermoeléctricos comerciales suelen emplear la disposición de termopila para multiplicar la señal de voltaje y requieren la compleja técnica de fabricación de sistemas microelectromecánicos. Al detectar la radiación humana débil, generalmente se aplica un circuito de adquisición adicional con una alta relación señal-ruido debido a la pequeña señal de voltaje (alrededor de decenas o cientos de microvoltios).

En este trabajo, los investigadores diseñaron una termopila novedosa basada en el SrTiO_3-x /Heteroestructura CuNi.

Por un lado, esta heteroestructura unía sinérgicamente la alta conductividad eléctrica de la aleación de CuNi con el alto coeficiente de Seebeck de SrTiO_3-x . Por otro lado, esta heteroestructura exhibió capacidad de absorción óptica de banda ancha, debido a la combinación de absorción de portadora libre y absorción de resonancia de fonones.

Beneficiándose de estas características, el SrTiO_3-x /La termopila basada en CuNi exhibió una alta sensibilidad a la radiación humana. El nivel de la señal de salida alcanzó hasta 13 mV, con un voltaje de ruido de 10 nV/Hz ^1/2 . Además, se construyó una matriz de termopilas para implementar reconocimientos en tiempo real sin contacto de gestos con las manos, números arábigos y letras del alfabeto.

"Este trabajo ofrece una estrategia confiable para integrar la radiación humana en la interacción hombre-máquina sin contacto, que puede desempeñar un papel vital en ciertos campos de interacción hombre-máquina donde la higiene y la seguridad se vuelven preocupaciones cruciales", dijo el profesor Jiang. + Explora más

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