Den termiska strålningen som sänds ut av människokroppen är övervägande i det långvågiga infraröda området (8–14 μm), som kännetecknas av låg fotonenergi och låg effektintensitet.

Nyligen designade ett forskarlag under ledning av biträdande professor Lu Xiaowei, professor Jiang Peng och prof. Bao Xinhe från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) en mycket känslig långvågig infraröd detektor som möjliggör icke-kontakt människa-maskin interaktion med låg effekt.

Denna studie publicerades i Advanced Materials den 11 juli.

Som en typ av termisk detektor är den fototermoelektriska detektorn välkänd för sin bredbandsspektrala respons i det okylda och självdrivna driftläget, vilket involverar två separata energiomvandlingsprocesser:fototermiska och termoelektriska omvandlingar.

De kommersiella fototermoelektriska detektorerna använder typiskt termopelarrangemanget för att multiplicera spänningssignalen och kräver den komplexa mikro-elektromekaniska systemtillverkningstekniken. När den svaga mänskliga strålningen detekteras används vanligtvis en extra insamlingskrets med högt signal-brusförhållande på grund av den låga spänningssignalen (runt tiotals eller hundratals mikrovolt).

I detta arbete designade forskarna en ny termostapel baserad på SrTiO_3-x /CuNi heterostruktur.

Å ena sidan kopplade denna heterostruktur synergistiskt den höga elektriska ledningsförmågan hos CuNi-legering med den höga Seebeck-koefficienten för SrTiO_3-x . Å andra sidan uppvisade denna heterostruktur bredbandsoptisk absorptionsförmåga, på grund av kombinationen av fri bärvågsabsorption och fononresonansabsorption.

Dra nytta av dessa funktioner, SrTiO_3-x /CuNi-baserad termopil uppvisade hög känslighet för mänsklig strålning. Utsignalnivån nådde upp till 13 mV, med brusspänningen 10 nV/Hz ^1/2 . En thermopile-array konstruerades vidare för att implementera beröringsfria realtidsigenkänningar av handgester, arabiska siffror och bokstäver i alfabetet.

"Detta arbete erbjuder en tillförlitlig strategi för att integrera den mänskliga strålningen i kontaktfri interaktion mellan människa och maskin, vilket kan spela avgörande roller inom vissa interaktionsfält mellan människa och maskin där hygien och säkerhet blir avgörande problem", säger professor Jiang. + Utforska vidare

Elektrokemisk biosensor för störningsfri detektion av organiska fosforbekämpningsmedel