超宽带中长波红外自旋电子泊松测辐射热计

红外探测器传统上分为两个基本类别：中波红外（MWIR，3-5 μm）和长波红外（LWIR，8-14 μm）。由于材料、冷却需求和探测机制的不同，将MWIR和LWIR集成到单个器件中具有挑战性，而这种集成对于改进物体识别、温度估计和环境感知至关重要。在这项工作中，我们展示了一种自旋电子泊松（SP）测辐射热计，能够在3-14 μm范围内实现室温超宽带传感。与传统依赖于连续模拟信号的测辐射热计不同，SP测辐射热计实现了一种泊松计数探测范式，将温度编码为离散的随机事件，从而将热噪声从限制因素转变为估计器本身的基础。我们使用与等离子体纳米天线阵列集成的自旋电子转导层制造了SP测辐射热计，以增强宽带红外吸收。利用自旋电子转导，该器件在300 K时实现了80-100 mK的噪声等效温差（NETD，热灵敏度指标），超越了非制冷探测器并接近制冷技术。这项工作为室温红外传感建立了一种统计探测范式，具有广泛的应用潜力。