据外媒报道,康奈尔大学(Cornell)开发纳米级电子产品的研究人员研发出了微型传感器,这种微型传感器非常小,可在一个便士一侧容纳30000个这种微型传感器。
传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。此次,康奈尔大学研发的微型传感器不仅具有体积小巧的特点,还具备:集成电路,太阳能电池和发光二极管(LED),使它们能够利用光来进行电源和通信。而且,由于它们是批量生产的,在8英寸的晶圆上可容纳多达100万个晶圆,因此每个设备的成本只有同一分钱的一小部分。
这项合作由约翰·A·纽曼(John A. Newman) 物理科学教授保罗·麦尤恩(Paul McEuen)和电子与计算机工程副教授阿廖沙·莫尔纳(Alyosha Molnar)牵头。与论文的第一作者亚历杭德罗·科尔特斯博士(Alejandro Cortese)合作。他们设计了一个平行生产光学无线集成电路(OWICs)的平台——100微米大小的微型传感器,对人眼来说只是微小的斑点。
OWICS本质上是草履机大小的智能手机,可以专门用于应用程序。但是,研究人员并没有像手机那样依靠繁琐的射频技术,而是希望将光作为一种潜在的电源和通讯介质。这种微小的、低成本的OWICs可能会产生几代微型传感器,它们在跟踪更复杂的现象时使用更少的能量。
此外,在纳米技术领域,将微小的电路放置在硅晶圆上相对容易,但是添加LED是一个特殊的挑战,因为它们是由不同的材料制成的:砷化镓。为了将LED转移到带有电子元件的晶圆上并进行集成,研究人员开发了一种复杂的组装方法,该方法涉及超过15层光刻,30种不同材料和100多个步骤。
最后,一但OWIC脱离了其硅衬底,它们就可以用于测量难以到达的环境中的电压和温度等输入,例如活体组织和微流体系统内部。比如装配有神经传感器的OWIC能够通过LED闪烁编码信号来无创地记录人体中的神经信号并传输其发现结果。
关于康奈尔大学
康奈尔大学(Cornell University),位于美国纽约州伊萨卡,是一所世界私立研究型大学(另有两个校区位于纽约市和卡塔尔教育城),为美国大学协会的十四个创始院校之一,以及著名的体育赛事联盟常春藤盟校的八个成员之一。康奈尔大学由埃兹拉·康奈尔和安德鲁·迪克森·怀特于1865年建立,是常春藤八盟校创建于美国独立战争之后的新生力量,其办学理念影响了整个美国高等教育,办学规模为当时全美高校之最。