Con la asombrosa capacidad de inspeccionar áreas en completa oscuridad, Las cámaras de visión nocturna han revolucionado la industria de la seguridad. Pero los materiales y la tecnología incorporados en las cámaras actuales tienden a degradarse bajo estrés por temperatura, provocando que los dispositivos de visión nocturna se rompan con frecuencia.

Manijeh Razeghi de la Northwestern University y su equipo han desarrollado un nuevo enfoque para mejorar las tecnologías en las cámaras de visión nocturna, lo que podría hacer que estas averías tan frecuentes sean cosa del pasado.

El equipo de Razeghi desarrolló un diseño innovador de superredes tipo II de arseniuro de indio / antimonuro de arseniuro de indio de capa tensada, un componente clave para hacer de alto rendimiento, fotodetectores infrarrojos de longitud de onda larga para diferentes aplicaciones, incluidas las cámaras de visión nocturna.

"Con una barrera de electrones especial basada en superredes, el fotodetector de nuevo diseño limita la obstrucción de la densidad de corriente oscura, mientras se eleva la temperatura de fotodetección infrarroja limitada de fondo, "dijo Razeghi, Walter P. Murphy Profesor de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern. "Esto permite que las cámaras infrarrojas realicen imágenes a temperaturas de funcionamiento más altas y reduce la necesidad de energía de enfriamiento criogénico dentro de la cámara".

Apoyado por el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea, Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa, y el ejército de los EE. UU. la investigación fue publicada a principios de este mes en la revista Materiales APL .

El nuevo fotodetector de Razeghi puede detectar las señales de luz de longitudes de onda de hasta 10 micrones, que es la misma longitud de onda emitida por el cuerpo humano. Los fotodetectores de última generación están fabricados con telururo de mercurio-cadmio, por lo que los científicos han estado buscando alternativas durante mucho tiempo porque se degrada bajo estrés térmico. El mercurio también presenta peligros para la salud y el medio ambiente bien conocidos. (El Convenio internacional de mercurio de Minamata prohibirá la producción y el comercio de productos con mercurio a partir de 2020).

El grupo de Razeghi en el Centro de Dispositivos Cuánticos de Northwestern es el primero en reemplazar el mercurio con superredes tipo II de arseniuro de indio / antimonuro de arseniuro de indio tipo II. El nuevo reemplazo no solo es más seguro que el mercurio, también es más duradero. El telururo de mercurio-cadmio tiene enlaces iónicos sensibles al calor que se degradan a altas temperaturas.

Los esfuerzos para utilizar superredes de tipo II de arseniuro de indio / antimonuro de arseniuro de indio tipo II en el pasado dieron como resultado fotodetectores con una vida útil más corta y un rendimiento óptico inferior. Pero Razeghi y su equipo superaron este desafío científico de larga duración al desarrollar un "diseño de superrejilla de dientes de sierra, "Actuó como una barrera de electrones para asegurar el material y evitar su degradación.