创新 • 创优 • 创见
要实现自动驾驶，关键在于能够快速感知障碍物并做出反应。得克萨斯大学奥斯汀分校和弗吉尼亚大学研究团队发明了一种新型光检测设备，可以更准确地放大微弱信号，反射比现有技术所允许的更遥远的对象。
新设备比其他光探测器更敏感，因为它也消除了与检测过程相关的不一致性或噪声。这种噪音会导致系统错过信号，将自动驾驶汽车的乘客置于危险之中。
世界各地的研究人员正在研究一种被称为雪崩光电二极管的设备，以满足这些需求。在以硅或锗为材料制成的光电二极管的P-N结上加上反向偏压后，射入的光被P-N结吸收后会形成光电流。加大反向偏压会产生“雪崩”(即光电流成倍地激增)的现象，因此这种二极管被称为“雪崩光电二极管”。
在这一新发现中，他们首次展示了一种电流多次放大的雪崩光电二极管。该发现发表在《自然光子学》杂志上。
这种像素大小的新设备是光探测和测距(激光雷达)接收器的理想选择，这需要高分辨率传感器来检测从远处物体反射的光信号。
增加步骤增加了设备的灵敏度和一致性。而且，每一步都能不断增加电子，这使得探测器发出的电信号更加可靠，即使是在弱光条件下也是如此。
乘法运算的随机性越小，设备就可以从背景中挑选出来越弱的信号。
班克说，这一突破背后的科学是一种生长材料的新方式。他们创造了由二元化合物(由2种元素组成)组成的层状合金，而不是由随机分布的原子组成的材料，这些二元化合物相互堆叠在一起。
研究人员说：“这可以用一种非常简单的方式改变电子的能量状况，创造出卡帕索在80年代早期设想的结构。”
这个装置的另一个重要特点是它可以在室温下工作。如今，最灵敏的光探测器需要保持在零下几百度的温度，这使得它们对于激光雷达等应用来说过于昂贵和不切实际。
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