Com a incrível capacidade de pesquisar áreas na escuridão total, câmeras de visão noturna revolucionaram a indústria de segurança. Mas os materiais e a tecnologia incorporados nas câmeras atuais tendem a degradar sob o estresse de temperatura, fazendo com que os dispositivos de visão noturna quebrem com frequência.

Manijeh Razeghi, da Northwestern University, e sua equipe desenvolveram uma nova abordagem para aprimorar as tecnologias em câmeras de visão noturna - tornando essas avarias muito frequentes uma coisa do passado.

A equipe de Razeghi desenvolveu um design inovador de superredes de arsenieto de índio / antimoneto de arsenieto de índio tipo II, um componente chave para fazer alto desempenho, fotodetectores infravermelhos de comprimento de onda longo para diferentes aplicações, incluindo câmeras de visão noturna.

"Com uma barreira de elétrons baseada em superrede especial, o fotodetector recém-projetado limita a densidade de corrente escura obstrutiva, ao aumentar a temperatura de fotodetecção infravermelha limitada do fundo, "disse Razeghi, Walter P. Murphy Professor de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação na McCormick School of Engineering da Northwestern. "Isso permite que as câmeras infravermelhas executem imagens em temperaturas operacionais mais altas e reduz a necessidade de poder de resfriamento criogênico dentro da câmera."

Apoiado pelo Laboratório de Pesquisa da Força Aérea, Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa, e o Exército dos EUA, a pesquisa foi publicada no início deste mês na revista Materiais APL .

O novo fotodetector de Razeghi pode detectar os sinais de luz de comprimentos de onda de até 10 mícrons, que é o mesmo comprimento de onda emitido pelo corpo humano. Os atuais fotodetectores de última geração são feitos com telureto de cádmio-mercúrio, para o qual os cientistas há muito procuram alternativas porque se degrada sob estresse térmico. O mercúrio também representa perigos ambientais e de saúde bem conhecidos. (A Convenção Internacional de Mercúrio de Minamata proibirá a produção e o comércio de produtos com mercúrio a partir de 2020.)

O grupo de Razeghi no Center for Quantum Devices da Northwestern é o primeiro a substituir o mercúrio por superredes de arseneto de índio / antimoneto de arsenieto de índio tipo II. Não só o novo substituto é mais seguro do que o mercúrio, também é mais durável. Telureto de mercúrio-cádmio tem ligações iônicas sensíveis ao calor que se degradam sob altas temperaturas.

Esforços para usar superredes de arseneto de índio / antimoneto de arsenieto de índio tipo II no passado resultaram em fotodetectores com vida útil mais curta e desempenho óptico inferior. Mas Razeghi e sua equipe superaram esse desafio científico de longa duração desenvolvendo um "projeto de superrede dente de serra, "com atuou como uma barreira de elétrons para proteger o material e prevenir a degradação.