Bir araştırma ekibi, elektronların kuantum özelliklerinden yararlanarak ışığın yoğunluğunu, polarizasyonunu ve dalga boyunu aynı anda algılayabilen, insan saçının enine kesitinin yaklaşık 1/1000'i büyüklüğünde akıllı bir sensör geliştirdi. Astronomi, sağlık hizmetleri ve uzaktan algılama alanlarını ilerletmeye yardımcı olabilecek bir atılım.

Yale'de Mühendislik ve Bilim alanında Barton L. Weller Doçenti Fengnian Xia ve Dallas'taki Texas Üniversitesi'nde Fizik Doçenti Fan Zhang tarafından yönetilen sonuçlar Nature'da yayınlandı.

Araştırmacılar, son yıllarda, belirli malzemeleri belirli açılarda bükmenin, daha önce keşfedilmemiş özellikleri ortaya çıkaran "hareli malzemeler" olarak bilinenleri oluşturabileceğini öğrendiler. Bu durumda, araştırma ekibi, algılama cihazlarını oluşturmak için bükülmüş çift çift katmanlı grafen (TDBG) - yani hafif bir rotasyonel bükülme verilen iki atomik doğal istiflenmiş karbon atomu tabakası - kullandı. Bu çok önemlidir, çünkü bükülme kristal simetrisini azaltır ve daha az simetrik olan atomik yapılara sahip malzemeler - çoğu durumda - daha büyük simetriye sahip olanlarda bulunmayan bazı ilgi çekici fiziksel özellikleri ortaya çıkartıyor.

Bu cihazla araştırmacılar, ışığı elektriğe dönüştüren ve ışık yoğunluğuna, polarizasyona ve dalga boyuna güçlü şekilde bağlı yanıt veren bir süreç olan toplu fotovoltaik etki (BPVE) olarak bilinen olayın güçlü varlığını tespit edebildiler. Araştırmacılar, TDBG'deki BPVE'nin ayrıca harici elektrik araçlarıyla ayarlanabileceğini ve bununla her farklı gelen ışık için fotovoltajların "2D parmak izlerini" oluşturmalarına izin verdiğini buldular.

Yapay Zekada lider olan, Dünya'nın hakimi olur.—  Vladimir Putin

Xia'nın laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi ve çalışmanın baş yazarı olan Shaofan Yuan, bu parmak izlerini deşifre etmek için daha önce görüntü tanıma için kullanılan bir tür yapay sinir ağı olan evrişimli sinir ağı (CNN) uygulama fikrine sahipti. Böylece akıllı bir fotodedektör geliştirebildiler.

Küçük boyutu, derin uzay araştırmaları, yerinde tıbbi testler ve otonom araçlarda veya uçaklarda uzaktan algılama gibi uygulamalar için potansiyel olarak değerli olmasını sağlıyor. Ayrıca, çalışmaları hareli malzemelere dayalı doğrusal olmayan optiklerin araştırılması için yeni bir yol ortaya koymaktadır.

Xia'nın laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi ve yardımcı yazar Chao Ma, "İdeal olarak, tek bir akıllı cihaz, ışık bilgisini yakalamak için kullanılan büyük hacimli, karmaşık ve pahalı optik elemanın yerini alabilir, bu da yerden ve maliyetten önemli ölçüde tasarruf sağlayabilir" dedi.