05:31 15 August 2020
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    Wissenschaftler des Kompetenzzentrums des Forschungsinstituts „Sensorika“ auf Basis der Nationalen Forschungsuniversität MIET haben eine neue Produktionstechnologie für die Infrarot-Fotoempfänger-Matrix entwickelt. Dies berichtete der Pressedienst der Hochschule am Mittwoch.

    Nach Angaben der Forscher können mit dieser neuen Technologie ausgerüstete Kameras im Infrarotbereich wie Mücken und einige Fisch- und Schlangenarten „sehen“.

    Dank dieser besonderen Sehkraft sind warmblütige Tiere in dunklen Bereichen bzw. in kalten Gewässern besser erkennbar, weil sie vor dem kühleren Hintergrund stärker kontrastieren. Kameras mit dieser Fotomatrix können Objekte im Nebel, im Staub und selbst hinter nicht transparenten Hindernissen unterscheiden, heißt es weiter in der Pressemitteilung.

    Nach Angaben der Wissenschaftler wird derzeit weltweit vor allem Fotografie-Matrix auf Silizium-Grundlage produziert, doch diese hat weniger Funktionsmöglichkeiten als Fotoempfänger auf Basis von Heterostruktur-Verbindungen InGaAS mit Indium-Phosphid-Basisplatten.

    „Die Heterostruktur ist eine Reihenfolge dünner Schichten, die nacheinander herausgezüchtet worden sind. Aus diesen Schichten besteht auch die Basisplatte selbst, auf der eine Matrix mit einer Auflösung von 516x625 Pixel gebildet wird; die Größe eines Pixels ist weniger als 20 μм“, sagte der Dozent des Lehrstuhls für Quantenphysik und Nanoelektronik der MIET, Wladimir Jegorkin.

    Dem Experten zufolge arbeitet der geschaffene Detektor im Spektralbereich 0,9-1,7 μм. Einer der wichtigsten Vorteile von Detektoren im Infrarotbereich ist, dass die Rayleigh-Streuung (Lichtstreuung ohne Änderung der Wellenlänge) im Vergleich zum sichtbaren Spektrumabschnitt im Langwellen-Spektrumabschnitt deutlich geringer ist. Deswegen können im Kurzwellen-Infrarotbereich funktionierende Kameras durch Staub bzw. Nebel deutlich besser sehen als im sichtbaren Bereich funktionierende Kameras.

    Zudem teilten die Entwickler mit, dass die neue Technologie den russischen Herstellern die Möglichkeit verschafft, sich auf eine Stufe mit den globalen Marktführern im Bereich Entwicklung und Schaffung der Infrarot-Fotoempfängermatrix zu stellen und Kameras wie ANDANTA, FPA640x512-TE2, Germany, Xenics, XSW-640, Belgium zu produzieren.

    Neben der Nachtsicht finden die Apparate auf Grundlage der Fotoempfängergeräte der nahen und Kurzwellen-Infrarot-Bereiche eine breite Anwendung. Sie werden zur Analyse von Ausfällen in der Mikroelektronik- und Halbleiter-Industrie, nichtinvasiven optischen kohärenten Tomographie in der Medizin und bei anderen Aufgaben genutzt.

    Ein großer Teil optischer Materialien wie Patronenzufuhr-Öffnungen, Linsen bzw. verschiedene Schichtungen funktionieren auch im Infrarotbereich der Wellenlängen. Diese Optik-Elemente können kostengünstig in die Geräte implementiert werden.

    Des Weiteren helfe die neue Technologie russischen Mikroelektronik-Unternehmen, die mit breitbandigen Halbleitern arbeiten, sagte der Prorektor für Forschung der MIET und Direktor des Kompetenzzentrums des Forschungsinstituts „Sensorika“, Sergej Gawrilow.

    „Dabei werden die Parameter der Enderzeugnisse der Infrarot-Fotoempfänger vom Verbraucher der Technologie ausgehend von der Marktkonjunktur bestimmt werden. Die in unserem Zentrum entwickelte Technologie der Produktion der Infrarot-Fotoempfängermodule lässt es zu, konkurrenzfähige Enderzeugnisse herzustellen – Infrarot-Fotoempfänger“, sagte er.

    Zudem soll in der nächsten Zukunft eine Technologie zum Einsetzen von produzierten Matrizen auf Multiplex-Gerät via Flip-Chip-Methode bzw. Einsetzen auf die Matrix von „Bumps“–Kontakten (Lötkugel) des Kristalls entwickelt werden, so Gawrilow.

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    Forschung