Licht-Unterschrift: Spezial-Gerät machts möglich

Forscher am Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) haben einen Sensor entwickelt, der mechanischen Druck direkt in weiter verarbeitbare Lichtsignale umwandelt. Das erlaubt quasi eine Licht-Unterschrift. „Sie können mit Ihrem Stift schreiben und der Sensor wird das Geschriebene optisch bei hoher Auflösung und sehr schnell ansprechend erfassen“, erklärt Zhong Lin Wang, Professor für Werkstoffkunde und Technik an der Georgia Tech.

Möglich machen das Tausende in das Gerät verbaute spezielle Nanodrähte, die als druckempfindliche LEDs fungieren. Die als Piezo-Photronik bezeichnete Technologie ist neben der Schrifterkennung auch für Fingerabdruck-Sensoren geeignet. Ebenso ist denkbar, die Entwicklung für einen künstlichen Tastsinn oder in der biologischen Bildgebung zu nutzen. Laut Georgia Tech könnte sich auch ein neuer Zugang zu Mensch-Maschine-Interfaces ergeben.

Einfach und schnell

„Dies ist ein neuer Zugang, um Druck abzubilden, der parallele Detektion nutzt und viele Komplikationen existierender Drucksensoren vermeidet“, meint Wang. Der Ansatz macht sich zunutze, dass Zinkoxid-Nanodrähte auf einer Galliumnitrid-Schicht als druckabhängige LEDs fungieren.

„In einem Zinkoxid-Nanodraht unter Druck entsteht an beiden Enden eine piezoelektrische Ladung, die zu einem piezoelektrischen Potenzial führt“, erklärt der Forscher. Eben dieses Potenzial beeinflusst die Konstruktion so, dass die LED effizienter wird. Die Lichtstärke hängt letztlich davon ab, wie viel Druck genau ausgeübt wird.

Bei dem Sensor des Teams führt das dazu, dass obenauf geschriebene Buchstaben unten in Lichtform wiedergegeben werden, mit einer räumlichen Auflösung von 2,7 Mikrometern. Wang ist überzeugt, dass mit noch feineren Nanodrähten eine noch höhere Auflösung möglich wäre.

Jedenfalls kann ein passender Photodetektor das Bild komplett und praktisch augenblicklich erfassen. Das ermöglicht es, die Information – beispielsweise eben eine Unterschrift – zu speichern, übertragen oder weiter zu verarbeiten.