温度分布画像化する新赤外線センサー開発―世界最高精度の波長分解能実現：物質・材料研究機構/科学技術振興機構
(2019年8月26日発表)
（国）物質・材料研究機構は8月26日、物体表面の温度分布を高精度で画像化する高性能赤外線センサーを開発したと発表した。あらゆる物体はその表面温度に応じて波長の異なる赤外線を放射しているが、その赤外線を初めて世界最高精度の50nm（ナノメートル、1nmは10億分の1m）単位の波長分解能で検出できるようにした。物体の状態や材質に関する情報を非接触で見られる高度センサーシステムの実現につながる。
物材機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点の長尾忠昭グループリーダーらの研究グループが、（国）科学技術振興機構(JST)の支援を受けて開発した。
新センサーでは、縦横1cmのシリコンチップ上に、それぞれ異なる波長に応答する赤外線素子を4つ組み込んだ。各素子の表面には微小な突起が一定間隔で周期的に作られており、特定波長の赤外線だけが熱に変えられるようになっている。この熱をセラミックセンサー「焦電体」で電気信号に変換し検知する仕組み。
研究グループは、波長3.5～3.9㎛（マイクロメートル、1㎛は100万分の1m）の4種類の波長の赤外線を50nm台の波長分解能で、また赤外線の来る方向も±1度以内の範囲で検知できるよう4つの赤外線素子を作製、一つのシリコンチップ上に組み込んだ。この試作センサーを用いて実験、世界最高の波長分解能と指向性を持つことを確認した。
新センサーを利用すれば温度などの状態や物体の材質に関する情報を非接触で見られるようになる。そのため、研究グループは「真温度計測、工場ラインの品質管理、住宅やオフィスのひと見守りセンサー、車載環境センサーなど、高度な認知能力を持つセンサーシステムの開発につながる」と期待している。
