美國海軍的一項(xiàng)撥款將用于推動紅外傳感器技術(shù)的發(fā)展，以提高由硅鍺錫半導(dǎo)體材料制成的夜視和紅外傳感器的效率。
據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，阿肯色大學(xué)（University of Arkansas）研究人員從美國海軍研究辦公室（U.S. Office of Naval Research）獲得了440萬美元的撥款，以開發(fā)用于夜視技術(shù)的下一代紅外傳感器。
阿肯色大學(xué)的三名研究人員——電氣工程系教授Shui-Qing “Fisher” Yu、杰出教授Greg Salamo和物理系助理教授Jin Hu——將與美國海軍水面戰(zhàn)中心（Navy Surface Warfare Research Center，NSWC）克萊恩分部和阿肯色州的Arktonics公司合作。他們將使用硅鍺錫半導(dǎo)體材料來設(shè)計(jì)和制造一款性能更卓越、價(jià)格更經(jīng)濟(jì)的紅外傳感器原型。該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的紅外技術(shù)將被美國軍方用于夜視系統(tǒng)。
阿肯色大學(xué)的三名研究人員，從左到右依次是：Greg Salamo、Shui-Qing “Fisher” Yu和Jin HU（圖片來源：阿肯色大學(xué)）
這筆撥款將用于購買專門設(shè)計(jì)的工藝設(shè)備，以幫助該團(tuán)隊(duì)開發(fā)由硅鍺錫材料制成的紅外成像傳感器陣列。該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將該傳感器陣列與CMOS芯片集成。CMOS技術(shù)用于制造微處理器、控制器和其他數(shù)字和模擬電路的IC芯片。這種組合設(shè)計(jì)在利用環(huán)境光方面更有效率，尤其適合夜視應(yīng)用。
目前的紅外夜視技術(shù)依賴基于半導(dǎo)體合金（如碲鎘汞）和其他材料的光電探測器。但是，這些合金有一些局限性，例如制造工藝復(fù)雜昂貴、產(chǎn)量低、大面積均勻性差等。這些限制會對寬范圍的紅外可見度產(chǎn)生負(fù)面影響，特別是在環(huán)境條件較差的地區(qū)，如沙地或霧天。目前的技術(shù)也無法在同一顆芯片上集成紅外探測器和其他必要的電子元件，因此導(dǎo)致了成本的增加，可靠性、效率和速度的降低。
為了更有效地利用光，在硅襯底上生長硅鍺錫材料可能是一種更好的解決方案。Yu在硅鍺錫方面的研究已有十多年。2016年，他和同事報(bào)道了第一代“光泵浦”激光器的制造，這意味著光可以注入該材料，類似于電流注入。Yu也第一個(gè)報(bào)道了“電泵浦”鍺錫激光器。
Salamo采用分子束外延技術(shù)生長半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)已有20多年的歷史。他以在量子阱、量子點(diǎn)和量子線方面的研究而聞名。Hu開發(fā)和制造了新的量子材料，并研究了其新穎的量子特性。
三位研究人員于2021年9月21日通過線上會議啟動了該項(xiàng)目。美國國會議員Steve Womack出席了該會議，他幫助研究人員獲得了這項(xiàng)研究的資金。
“我為阿肯色大學(xué)和美國海軍合作開發(fā)下一代夜視傳感器技術(shù)而感到非常自豪。”Womack說，“這項(xiàng)世界級的研究將誕生一款新的夜視技術(shù)原型，它將超越當(dāng)前的技術(shù)并用于提高美國的軍事能力。它還將為美國各州帶來新的高科技經(jīng)濟(jì)機(jī)會。獨(dú)創(chuàng)性才是打開未來大門的鑰匙，我將繼續(xù)支持美國國會的這些努力。”
延伸閱讀：
《新興圖像傳感器技術(shù)、應(yīng)用及市場-2021版》
