Výskumníci z Univerzity UC v San Diegu predstavili prevratnú novinku. Podarilo sa im totiž vyrobiť tepelný senzor, ktorý pre svoje fungovanie nepotrebuje takmer žiaden zdroj energie.

Svoj prevratný tepelný senzor detailne popísali v žurnály Scientific Reports. V skutočnosti tento senzor spotrebúva len 113 piko-wattov, čo je asi 10 miliárd krát menej energie ako 1 watt. „Vytvárame systémy, ktoré majú také nízke požiadavky na napájanie, že by mohli byť potenciálne roky napájané len malou batériou.“ uviedol vo vyhlásení Hui Wang, autor štúdie.

zdroj fotografie: UC San Diego Jacobs School of Engineering

Tým výskumníkov dokázal vyrobiť tento tepelný senzor tak, že zredukoval spotrebu energie v dvoch oblastiach. V prvom rade využili vo svoj prospech fenomén, ktorého sa mnohí výrobcovia a výskumníci snažia zbaviť. Ten súvisí s MOSFET tranzistormi, ktoré ako polovodiče dokážu vytvoriť bariéru, ktorou dokážu zabrániť toku elektrónov. Avšak neustálym zmenšovaním tranzistorov je stále ťažšie docieliť, aby cez túto bariéru neunikali žiadne elektróny. Tento fenomén je známy ako „gate leakage“ a zatiaľ čo ostatní výskumníci sa snažia tohto nepriaznivého efektu zbaviť, tým výskumníkov zo San Diega ho využil práve vo svoj prospech.

zdroj fotografie: UC San Diego Jacobs School of Engineering

Práve tieto uniknuté elektróny slúžia ako zdroj napájania tepelného senzora. V druhom rade zmenili výskumníci spôsob, akým snímač mení teplotu na digitálne vstup. Tým docielili, že ich tepelný senzor spotrebúva 628-krát menej energie ako najmodernejšie senzory. Senzor s takmer nulovou energiou má teplotný rozsah -4 až 104 stupňov Fahrenheita a mohol by byť potenciálne použitý v oblasti nositeľnej elektroniky. Taktiež by svoje miesto mohol nájsť v domácich monitorovacích systémoch alebo systémoch monitorujúcich teplotu prostredia.

zdroj fotografie: UC San Diego Jacobs School of Engineering

Jedinou nevýhodou je, že oproti aktuálne používaným senzorom poskytujú údaje o nameranej teplote o niečo pomalšie. Presnejšie dokážu spracovať jednu nameranú hodnotu teploty za sekundu. Výskumníci však tvrdia, že v oblastiach ako je meranie teploty ľudského tela či teploty prostredia, kde sa teplota nemení tak rýchlo, to nie je žiadnou nevýhodou. Momentálne výskumníci pracujú na optimalizácii dizajnu senzora a zlepšovaní jeho presnosti.