Los investigadores construyen el "LED más pequeño" y pretenden convertir las cámaras de los teléfonos inteligentes en microscopios holográficos
Más pequeño que la longitud de onda de la luz que emite, este diminuto silicio CONDUJO podría significar un gran avance para la microscopía y más.
Un equipo de investigación de la Alianza Singapur-MIT para la Investigación y la Tecnología (SMART) afirma haber construido el "LED más pequeño del mundo" y dice que la tecnología podría usarse para convertir las cámaras de los teléfonos inteligentes en microscopios de alta resolución en el futuro.
"Nuestro avance representa una prueba de concepto que podría tener un enorme impacto para numerosas aplicaciones que requieren el uso de micro-LED", afirma Iksung Kang, asistente de investigación en el Instituto de Tecnología de Massachusetts en el momento del proyecto y autor principal del artículo que detalla la obra. "Por ejemplo, este LED podría combinarse en una matriz para obtener niveles más altos de iluminación necesarios para aplicaciones a mayor escala".
El LED más pequeño del mundo (a.b.c), con algunas inteligencias de aprendizaje automático, podría convertir los futuros teléfonos inteligentes en microscopios (d,e,f).
"Además", continúa Kang, "debido al bajo costo y la escalabilidad de los procesos CMOS microelectrónicos, esto se puede hacer sin aumentar la complejidad, el costo o el factor de forma del sistema. Esto nos permite convertir, con relativa facilidad, un teléfono móvil Además, la electrónica de control e incluso el generador de imágenes podrían integrarse en el mismo chip aprovechando la electrónica disponible en el proceso, creando así un micro-LED "todo en uno" que podría ser transformador para el microscopio holográfico. campo."
El LED de silicio creado por el equipo es definitivamente diminuto; curiosamente, incluso más pequeño que la longitud de onda de la luz que emite. A pesar de esto, su intensidad de luz es equivalente a LED de silicio mucho más grandes, y es lo suficientemente potente como para impulsar un prototipo de microscopio holográfico, que forma la base de las afirmaciones del equipo de poder convertir las cámaras de los teléfonos inteligentes en microscopios mediante la integración del LEDs a nivel de silicio.
Sin embargo, para que el microscopio, independiente o integrado en un teléfono inteligente, funcione, se requiere algún software inteligente. En este caso, ese software es un algoritmo de red neuronal profunda que puede convertir las mediciones realizadas por lo que el equipo llama un "microscopio holográfico" en objetos reconstruidos. En las pruebas, la combinación de hardware y software demostró ser capaz de observar objetos tan pequeños como células y bacterias sin ópticas voluminosas.
Utilizando diminutos LED y una red neuronal, el equipo ha creado pequeños "microscopios holográficos".
"Además de su inmenso potencial en holografía sin lentes, nuestro nuevo LED tiene una amplia gama de otras posibles aplicaciones", afirma el coautor Rajeev Ram, profesor de ingeniería eléctrica en el MIT y coautor.
"Debido a que su longitud de onda está dentro de la ventana de absorción mínima de los tejidos biológicos, junto con su área de emisión de alta intensidad y nanoescala, nuestro LED podría ser ideal para aplicaciones de bioimagen y biodetección, incluida la microscopía de campo cercano y los dispositivos CMOS implantables. También , es posible integrar este LED con fotodetectores en chip, y luego podría encontrar más aplicaciones en comunicación en chip, detección de proximidad NIR [infrarrojo cercano] y pruebas de fotónica en obleas".
El artículo del equipo sobre el LED de silicio se publicó en la revista Nature Communications, mientras que la red neuronal profunda para microscopía holográfica se describe en un artículo publicado en Optica, ambos en términos de acceso abierto.