Avec l'incroyable capacité d'arpenter des zones dans l'obscurité totale, Les caméras de vision nocturne ont révolutionné l'industrie de la sécurité. Mais les matériaux et la technologie incorporés dans les caméras actuelles ont tendance à se dégrader sous le stress de la température, provoquant des pannes fréquentes des appareils de vision nocturne.

Manijeh Razeghi de la Northwestern University et son équipe ont développé une nouvelle approche pour améliorer les technologies des caméras de vision nocturne, faisant potentiellement de ces pannes trop fréquentes une chose du passé.

L'équipe de Razeghi a développé une conception révolutionnaire de super-réseaux d'arséniure d'indium/antimoniure d'arséniure d'indium de type II à couche contrainte, un élément clé pour faire de la haute performance, photodétecteurs infrarouges à grande longueur d'onde pour différentes applications, y compris les caméras de vision nocturne.

"Avec une barrière électronique spéciale à base de super-réseaux, le photodétecteur nouvellement conçu limite la densité de courant d'obscurité gênante, tout en augmentant la température de photodétection infrarouge limitée en arrière-plan, " dit Razeghi, Walter P. Murphy Professeur de génie électrique et d'informatique à la McCormick School of Engineering de Northwestern. "Cela permet aux caméras infrarouges d'effectuer des images à des températures de fonctionnement plus élevées et réduit le besoin de puissance de refroidissement cryogénique à l'intérieur de la caméra."

Soutenu par le Laboratoire de recherche de l'Armée de l'Air, Agence des Projets de Défense Avancée, et l'armée américaine, la recherche a été publiée plus tôt ce mois-ci dans la revue Matériaux APL .

Le nouveau photodétecteur de Razeghi peut détecter les signaux lumineux de longueurs d'onde jusqu'à 10 microns, qui est la même longueur d'onde émise par le corps humain. Les photodétecteurs de pointe actuels sont fabriqués avec du tellurure de mercure-cadmium, pour laquelle les scientifiques recherchent depuis longtemps des alternatives car il se dégrade sous contrainte thermique. Le mercure présente également des dangers bien connus pour la santé et l'environnement. (La Convention internationale de Minamata sur le mercure interdira la production et le commerce de produits contenant du mercure à partir de 2020.)

Le groupe de Razeghi au Center for Quantum Devices de Northwestern est le premier à remplacer le mercure par des superréseaux d'arséniure d'indium/antimoniure d'arséniure d'indium de type II. Non seulement le nouveau remplacement est-il plus sûr que le mercure, il est également plus durable. Le tellurure de mercure-cadmium possède des liaisons ioniques sensibles à la chaleur qui se dégradent à haute température.

Les efforts pour utiliser des super-réseaux d'arséniure d'indium/antimoniure d'arséniure d'indium de type II dans le passé ont abouti à des photodétecteurs avec des durées de vie plus courtes et des performances optiques inférieures. Mais Razeghi et son équipe ont surmonté ce défi scientifique de longue date en développant une « conception de super-réseau en dents de scie, " avec agi comme une barrière électronique pour sécuriser le matériau et empêcher la dégradation.