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Le rayonnement thermique émis par le corps humain se situe principalement dans la région infrarouge à ondes longues (8–14 μm), qui se caractérise par une faible énergie photonique et une faible intensité de puissance.
Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur associé Lu Xiaowei, le professeur Jiang Peng et le professeur Bao Xinhe du Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a conçu un détecteur infrarouge à ondes longues très sensible. qui permet une interaction homme-machine sans contact à faible consommation d'énergie.
Cette étude a été publiée dans Advanced Materials le 11 juillet.
En tant que type de détecteur thermique, le détecteur photothermoélectrique est bien connu pour sa réponse spectrale à large bande en mode de fonctionnement non refroidi et auto-alimenté, qui implique deux processus de conversion d'énergie distincts :les conversions photothermique et thermoélectrique.
Les détecteurs photothermoélectriques commerciaux utilisent généralement l'arrangement thermopile pour multiplier le signal de tension et nécessitent la technique de fabrication de systèmes micro-électro-mécaniques complexes. Lors de la détection du faible rayonnement humain, un circuit d'acquisition supplémentaire avec un rapport signal sur bruit élevé est généralement appliqué en raison du faible signal de tension (environ des dizaines ou des centaines de microvolts).
Dans ce travail, les chercheurs ont conçu une nouvelle thermopile basée sur le SrTiO3-x /Hétérostructure CuNi.
D'une part, cette hétérostructure a couplé en synergie la conductivité électrique élevée de l'alliage CuNi avec le coefficient Seebeck élevé de SrTiO3-x . D'autre part, cette hétérostructure présentait une capacité d'absorption optique à large bande, en raison de la combinaison de l'absorption des porteurs libres et de l'absorption par résonance des phonons.
Bénéficiant de ces fonctionnalités, le SrTiO3-x / La thermopile à base de CuNi présentait une sensibilité élevée au rayonnement humain. Le niveau du signal de sortie atteint jusqu'à 13 mV, la tension de bruit étant de 10 nV/Hz 1/2 . Un réseau de thermopiles a ensuite été construit pour mettre en œuvre les reconnaissances en temps réel sans contact des gestes de la main, des chiffres arabes et des lettres de l'alphabet.
"Ce travail offre une stratégie fiable pour intégrer le rayonnement humain dans l'interaction homme-machine sans contact, qui peut jouer un rôle vital dans certains domaines d'interaction homme-machine où l'hygiène et la sécurité deviennent des préoccupations cruciales", a déclaré le professeur Jiang. Biocapteur électrochimique pour la détection sans interférence des pesticides organophosphorés
