Pyroelektrický detektor infračerveného záření pro ekologii

Rok: 2005

Ing. Jiří Zelinka; Ing. Fedor Šrobár, DrSc.; Ing. Zdislava Podvalová

Dlouhodobě jsme se systematicky zabývali metodami přípravy a studiem fyzikálních vlastnosti monokrystalů organicko-anorganických látek skupiny síranu triglycínia (TGS), které jeví spontánní elektrickou polarizaci. Povrchový náboj těchto krystalů se mění s teplotou; tento takzvaný pyroelektrický jev umožňuje detekci malých rozdílů teploty, vyvolaných např. dopadem infračerveného záření. Pro konstrukci kvalitních detektorů infračerveného záření musí krystaly vyhovovat řadě náročných kriterií. Proto jsme vybudovali špičkové pracoviště pro pěstování velmi kvalitních krystalů na bázi TGS a pro analýzu jejich vlastností. Z krystalů byly nařezány vhodně orientované čipy, které byly ve spolupráci s potenciálním uživatelem (a.s. Tesla Blatná) dále zpracovány na detektory infračerveného záření. Vzhledem k náročnosti technologie je cena detektorů tohoto typu na světových trzích značně vysoká, takže domácí výroba by mohla být ekonomicky zajímavá.

Výsledkem spolupráce s a.s. Tesla Blatná je také pokusný analyzátor obsahu CO2 v ovzduší, který využívá pyroelektrický detektor na bázi monokrystalů TGS s příměsí D-fenylalaninu a čtyřmocné platiny. První výsledky ukazují, že přístroj umožňuje měřit obsah CO2 v ovzduší s přesností 3%.

1. J. Novotný, Z. Podvalová, J. Zelinka: „Growth of triglycine sulfate single crystals doped with Pt(IV) and L-alanine.“ Crystal Growth and Design 3, 393-395, 2003.
2. J. Novotný, B. Březina, J. Zelinka: „Growth and characterization of TGS and DTGS single crystals doped with Pt(II), Pt(IV), and L-alanine.” Cryst. Res. Technol. 39, 1089-1098, 2004.
3. J. Novotný, J. Zelinka, Z. Podvalová: “Growth and characterization of TGS single crystals doped with D-phenylalanine and Pt(IV) ions.” Ferroelectrics 312, 1-6, 2004.
4. J. Novotný, J. Zelinka, F. Moravec:”Broadband infrared detectors on the basis of PATGS/Pt(IV) single crystals.” Sensors and Actuators A119, 300-304, 2005.
5. J. Novotný, J. Zelinka: “Hysteresis phenomena in doped TGS crystals.” 5th Int. Symp. on Hysteresis Modeling and Micromagnetics. Budapest 2005. Book of Abstracts pp. 116-117.
6. J. Zelinka: Application of a TGS pyroelectric sensor in an experimental gas analyzer. IREE Research Report No. Z-2096/A, 2005 (in Czech).
7. F. Šrobár: „Topology of feedback in the theory of molecular field.“ Physica B (Condensed matter) 371, 2006, in print.