盡管我們可能并不總是意識到這一點，但是光電探測器為現(xiàn)代生活的便利做出了巨大貢獻。光電探測器也稱為光電傳感器，將光能轉(zhuǎn)換為電信號以完成諸如打開自動滑門以及在不同照明條件下自動調(diào)節(jié)手機屏幕亮度之類的任務(wù)。

賓夕法尼亞州立大學(xué)的一個研究小組在ACS Nano上發(fā)表了一篇新論文，試圖通過將該技術(shù)與耐用的大猩猩玻璃(康寧公司生產(chǎn)的用于智能手機屏幕的材料)相集成，進一步提高光電探測器的使用率。

光電探測器與大猩猩玻璃的集成可以導(dǎo)致“智能玻璃”或具有自動感應(yīng)特性的玻璃的商業(yè)化發(fā)展。研究人員稱，智能玻璃具有從成像到高級機器人的眾多應(yīng)用。

工程科學(xué)與力學(xué)(ESM)助理教授，首席研究員Saptarshi Das說：“嘗試在玻璃上制造和縮放光電探測器時，有兩個問題需要解決。” “這必須在相對較低的溫度下完成，因為玻璃會在高溫下降解，并且必須確保光電探測器能夠以最小的能量在玻璃上工作。”

為了克服第一個挑戰(zhàn)，Das與ESM博士生Joseph R. Nasr一起確定了化合物二硫化鉬是用作玻璃涂層的最佳材料。

然后，材料科學(xué)與工程(MatSE)教授約書亞·魯濱遜(Joshua Robinson)和MatSE博士生尼古拉斯·西蒙森(Nicholas Simonson)使用了600攝氏度的化學(xué)反應(yīng)器(該溫度足夠低，不會降解大猩猩玻璃)，可以將化合物和玻璃融合在一起。下一步是使用常規(guī)的電子束光刻工具對玻璃和涂層進行構(gòu)圖，從而將其變成光電探測器。

納斯爾說：“然后，我們使用綠色LED照明測試了玻璃，綠色LED照明模仿了類似光電技術(shù)中通常使用的激光照明，而不像激光照明那樣更自然。”

二硫化鉬光電探測器的超薄機身可實現(xiàn)更好的靜電控制，并確保它可以低功耗運行，這是未來智能玻璃技術(shù)的關(guān)鍵需求。

達斯說：“光電探測器需要在資源受限或無法到達的地方工作，這些地方自然無法獲得不受限制的電力。” 因此，他們需要依靠以風(fēng)能或太陽能的形式預(yù)先存儲自己的能源。”

據(jù)研究人員稱，如果將其商業(yè)化開發(fā)，智能玻璃將帶動包括制造業(yè)，民用基礎(chǔ)設(shè)施，能源，醫(yī)療保健，運輸和航空航天工程在內(nèi)的廣泛行業(yè)的技術(shù)進步。該技術(shù)可應(yīng)用于自動駕駛汽車和機器人的生物醫(yī)學(xué)成像，安全監(jiān)控，環(huán)境傳感，光通信，夜視，運動檢測和避免碰撞系統(tǒng)。

羅賓遜說：“汽車擋風(fēng)玻璃上的智能玻璃可以在夜間駕駛時通過使用該技術(shù)自動改變其不透明度來適應(yīng)即將到來的遠光燈。” “新的波音757飛機可以利用窗戶上的玻璃讓飛行員和乘客自動使陽光變暗。”