Исследовательская группа из Ульсанского национального института науки и технологий в Южной Корее, вдохновленная инфракрасными сенсорными органами змей, с помощью технологии оптимизации искусственным интеллектом разработала новый тип многослойной пленки оксида ванадия, которая может повысить чувствительность инфракрасных датчиков более чем в 20 раз. Результаты этого исследования были опубликованы 28 января в журнале Advanced Science.
Исследовательская группа под руководством профессоров Сона Чанхи и Пак Хёнёля с кафедры физики университета сосредоточилась на разработке многослойной тонкопленочной структуры для микроболометров. Микроболометр — это инфракрасный датчик, преобразующий тепловое излучение в электрический сигнал. Команда использовала диоксид ванадия в качестве базового материала, который обладает высокой чувствительностью к изменениям температуры. Они разработали четырехслойную структуру из диоксида ванадия, легированного вольфрамом, где толщина и концентрация вольфрама в каждом слое были точно отрегулированы.
Поскольку количество возможных вариантов расположения многослойных структур превышает 1,3 миллиона, исследователи использовали генетический алгоритм — технологию искусственного интеллекта — для определения оптимальной структуры. Экспериментальные результаты показали, что в диапазоне температур от 20°C до 45°C новый многослойный материал достиг температурного коэффициента сопротивления 7,3%, что более чем в три раза выше, чем у традиционных материалов. Комплексный показатель чувствительности улучшился в 23,6 раза, что свидетельствует о значительном улучшении стабильности сигнала.
Еще одним достижением исследования является то, что эти многослойные пленки могут быть изготовлены при низкой температуре 300°C, что совместимо с существующими полупроводниковыми производственными процессами. По сравнению с традиционными датчиками на основе диоксида ванадия, требующими обработки выше 500°C, это снижает риск повреждения предварительно изготовленных схем. Исследование под руководством докторов Чхве Чинхёна и Ли Хёнтхэка показало, что искусственный интеллект может сократить цикл разработки передовых функциональных материалов с сотен лет до нескольких месяцев.
Профессор Сон Чанхи подчеркнул перспективы применения этого прорыва: «Включая ночное видение для автономных транспортных средств, мониторинг с помощью дронов и крупномасштабный тепловизионный мониторинг для раннего обнаружения вирусов». Повышение чувствительности и надежности этих датчиков может способствовать внедрению тепловизионных технологий в различных областях.
Детали публикации: Авторы: Jin‐Hyun Choi и др., Название: «Искусственный интеллект оптимизирует многослойные пленки оксида ванадия для повышения производительности радиационных калориметров более чем в 20 раз», Опубликовано в: Advanced Science (2026). Информация о журнале: Advanced Science
