연구원들은 스마트폰 카메라를 홀로그램 현미경으로 전환하는 것을 목표로 "가장 작은 LED"를 제작합니다.

방출하는 빛의 파장보다 작은 이 작은 실리콘 주도의 이는 현미경 검사법 등의 분야에서 큰 혁신을 의미할 수 있습니다.

싱가포르-MIT 연구 기술 연합(SMART)의 연구팀은 "세계에서 가장 작은 LED"를 제작했다고 주장하며, 이 기술은 미래에 스마트폰 카메라를 고해상도 현미경으로 바꾸는 데 사용될 수 있다고 말합니다.

프로젝트 당시 매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 연구 조교이자 논문의 주요 저자인 강익성(Iksung Kang)은 "우리의 혁신은 마이크로 LED의 사용이 필요한 수많은 응용 분야에 큰 영향을 미칠 수 있는 개념 증명을 나타냅니다."라고 말했습니다. 일. "예를 들어, 이 LED는 대규모 응용 분야에 필요한 더 높은 수준의 조명을 위해 어레이로 결합될 수 있습니다."

스마트한 기계 학습 기능을 갖춘 세계에서 가장 작은 LED(a.b.c)는 미래의 스마트폰을 현미경으로 바꿀 수 있습니다(d,e,f).

Kang은 계속해서 말합니다. "게다가 마이크로전자공학 CMOS 공정의 저렴한 비용과 확장성으로 인해 시스템의 복잡성, 비용 또는 폼 팩터를 증가시키지 않고도 이 작업을 수행할 수 있습니다. 이를 통해 상대적으로 쉽게 모바일로 전환할 수 있습니다. 또한, 프로세스에서 사용 가능한 전자 장치를 활용하여 제어 전자 장치와 이미저까지 동일한 칩에 통합할 수 있어 혁신적인 "올인원" 마이크로 LED를 만들 수 있습니다. 필드."

팀이 만든 실리콘 LED는 확실히 작습니다. 흥미롭게도 LED가 방출하는 빛의 파장보다 더 작습니다. 그럼에도 불구하고, 그 광도는 훨씬 더 큰 실리콘 LED와 동일하며, 프로토타입 홀로그램 현미경을 구동할 수 있을 만큼 강력합니다. 이는 스마트폰 카메라를 현미경으로 변환할 수 있다는 팀의 주장의 기반을 형성합니다. 실리콘 수준의 LED.

그러나 독립형 또는 스마트폰에 내장된 현미경을 실제로 작동시키려면 몇 가지 영리한 소프트웨어가 필요합니다. 이 경우 해당 소프트웨어는 팀이 "홀로그램 현미경"이라고 부르는 측정값을 재구성된 개체로 바꿀 수 있는 심층 신경망 알고리즘입니다. 테스트에서 하드웨어와 소프트웨어 콤보는 부피가 큰 광학 장치 없이 세포와 박테리아만큼 작은 물체를 들여다볼 수 있는 능력이 입증되었습니다.

작은 LED와 신경망을 사용하여 팀은 작은 "홀로그램 현미경"을 만들었습니다.

"렌즈 없는 홀로그래피의 엄청난 잠재력 외에도 우리의 새로운 LED는 다양한 응용 분야를 가지고 있습니다"라고 공동 저자이자 MIT 전기 공학 교수이자 공동 저자인 Rajeev Ram은 주장합니다.

"파장은 높은 강도와 ​​나노 크기의 방출 영역과 함께 생물학적 조직의 최소 흡수 창 내에 있기 때문에 우리의 LED는 근거리 현미경 및 이식 가능한 CMOS 장치를 포함한 바이오 이미징 및 바이오 감지 응용 분야에 이상적일 수 있습니다. 또한 , 이 LED를 온칩 광검출기와 통합하는 것이 가능하며 온칩 통신, NIR(근적외선) 근접 감지 및 포토닉스의 웨이퍼 테스트에서 추가 응용 분야를 찾을 수 있습니다."

실리콘 LED에 관한 팀의 논문은 Nature Communications 저널에 게재되었으며, 홀로그램 현미경을 위한 심층 신경망은 Optica에 게재된 논문에 설명되어 있습니다. 둘 다 공개 액세스 조건으로 제공됩니다.