Günümüzdeki askeri düzeyde kullanılan kızılötesi görüş gözlükleri, cıva kadmiyum tellürid adı verilen ve kızılötesi radyasyona karşı hassas bir yarı iletken malzemeden yapılmış dedektörler kullanır. Ancak bu dedektörlerin çalışması için aşırı soğuk, yaklaşık olarak sıvı nitrojen sıcaklıklarında tutulması gerekir. Bu da soğutma sistemlerinin oldukça hantal ve ağır olmasına yol açar.
Yüksek performanslı gece görüş sistemlerinin üreticileri için ek ağırlık genellikle kabul edilebilir bir tavizdi, çünkü soğutma gerektirmeyen alternatifler çok daha kötü performans sunuyordu. Bu durumu düzeltmek isteyen araştırmacılar, soğutma olmaksızın kızılötesi radyasyonu algılayabilen ve aynı zamanda soğutmalı dedektörlerden daha iyi performans gösteren yeni, ultra ince bir malzeme geliştirdiler. Amaçları, bu termal görüş gözlüklerini Predator tarzı, hafif gözlüklere dönüştürmek.
Serin Kalmak Yerine İnce Olmak
Soğutma gerektirmeyen kızılötesi dedektörler geçmişte de vardı ve genellikle kızılötesi radyasyonu emdiğinde sıcaklığı değişen piroelektrik malzemelere dayanıyordu. Bu sıcaklık değişimi ise bir elektrik akımı üretiyor ve dedektörden bilgi alınmasını sağlıyordu. Bu malzemeler çalışsa da sorunları vardı. Oda sıcaklığında çalışmaları, piroelektrik malzeme içinde rastgele atom hareketlerine neden olarak elektriksel gürültü oluşturuyordu. Bu gürültü, zayıf kızılötesi sinyalleri algılamayı zorlaştırıyordu.
Soğutulmuş cıva kadmiyum tellürid dedektörlerinde ise bu atom hareketi önemli ölçüde düşüktür. Araştırmacılar, "Onları sıvı nitrojen sıcaklıklarına soğutmak, dahili gürültüyü bastırmak için yapılıyor," diye açıklıyor. Ekip, piroelektrik malzemelerden bu tür düşük gürültülü performans elde etmenin teorik olarak mümkün olduğunu fark etti. Ancak bunun için bu malzemelerin gürültüyü azaltmak amacıyla inanılmaz derecede ince olması gerekiyordu. Bu da üretimi biraz karmaşık hale getiriyordu.
Çeşitli malzemelerden ultra ince filmler (bir ila birkaç on nanometre kalınlığında) üretme süreci epitaksi olarak adlandırılır ve çiplerin ve iki boyutlu yarı iletkenlerin üretiminde kullanılır. Bu işlem, bir alt tabaka malzeme üzerinde kristal yapılar büyütmeye dayanır. Buradaki temel zorluk, bu kristal filmleri zarar vermeden alt tabakadan ayırmaktır; tıpkı eski bir tavaya yapışan sahanda yumurta gibi, alt tabakalara yapışma eğilimindeydiler.
