麻省理工學院和格芯新加坡組成的研究團隊最近發表了一項研究,通過開發世界上最小的具有增強應變傳感能力的 LED,展示了 LED 技術的突破性進展。
這項新技術有可能通過僅修改硅芯片和軟件,將智能手機等日常設備中的現有攝像頭轉換為顯微鏡。這一進步對各個領域診斷工具的小型化具有重大意義,包括室內農業和可持續農業。
研究人員通過其突破性的 LED 應變傳感器設計解決了兩個關鍵技術問題:尺寸和靈敏度。傳統上,應變傳感器較大,可能無法在較低的應變水平下提供準確的讀數。這限制了它們在微機電系統(MEMS)、可穿戴技術和需要精確測量的生物醫學設備等領域的適用性。研究人員通過開發世界上最小的 LED 應變傳感器克服了這些限制,該傳感器的尺寸僅為 1.7 平方米,同時還提供了增強的靈敏度,甚至可以檢測最小的應變變化。
目前,大多數光子芯片從芯片外部的光源獲取光,這導致能源效率降低并限制了其潛力。研究人員已經嘗試了各種材料來直接在芯片上制造光發射器,但將這些材料集成到標準的芯片制造工藝中一直具有挑戰性。硅是一種常用材料,已顯示出潛力,但由于其間接帶隙而效率低下。這一點,加上可用材料和制造工具的限制,阻礙了可以集成到常見芯片制造平臺中的小型原生硅發射器的開發。
在實際應用中,團隊利用這種微型LED制造了世界最小的全息顯微鏡。同時,研究人員還開發了一種突破性的神經網絡算法。該算法可以重建由全息顯微鏡測量的物體,從而可以更好地檢查細胞和細菌等微觀物體,而無需大型傳統顯微鏡或額外的透鏡。
這項研究還使我們更接近光子學的一個主要目標:創建一個強大的超小型光發射器,可以直接集成到光子芯片中,這一直是該領域的一個挑戰。
(來源:新浪VR)