可程式化畫素技術突破！紅外線應用即將改變你我生活

想像一下，如果無法精準控制紅外線光波，自駕車將失去即時繪製環境地圖的能力，無法有效偵測周圍車輛與行人；擴增實境也難以呈現逼真的3D影像；就連醫生診斷早期癌症的重要工具都將消失。動態光控技術雖能為現有系統帶來革新，但可程式化熱裝置的複雜製程卻阻礙了技術普及。

卡內基美隆大學工程學院的Sheng Shen與Xu Zhang實驗室，最新研發出一款名為「電控石墨烯場效電晶體(Gr-FET)」的主動超穎表面裝置。這項突破性技術能在大範圍波長、方向與偏振狀態下精準調控中紅外線，為紅外線偽裝到個人化健康監測等應用開啟全新可能。

「這是首次實現快速調變溫度、可定址畫素成像與共振紅外光譜的單片整合，」論文第一作者、機械工程博士後研究員Xiu Liu表示，「這項突破將吸引紅外光子學、材料科學、生物物理與熱工程等領域的廣泛關注。」該研究成果已發表於《自然通訊》期刊。

這款二維裝置由金陣列畫素構成，這些畫素或直接與單層石墨烯接觸，或透過絕緣層分隔。機械工程博士生Zexiao Wang指出：「它具有低串擾特性，意味著不同通道的訊號不會互相干擾，這項突破實現了高密度獨立定址畫素的可擴充套件二維電寫入技術。」

在資安領域，這項技術更能有效防範側通道攻擊。攻擊者通常透過分析運算裝置產生的細微溫差來竊取加密金鑰等敏感資訊，而Shen團隊的裝置能透過偽裝熱輻射來強化資安防護。

「這項技術的實際應用已指日可待，」Shen教授預測：「未來5到10年內就能看到它融入日常生活。」機械工程博士生Tianyi Huang特別開發了專用電路來驅動裝置，使其既能獨立運作，也可整合至現有產品。

機械工程博士生Yibai Zhong進一步說明：「這項技術極具擴充套件性，既能整合於晶片防止側通道攻擊，透過程式化熱輻射混淆真實熱訊號；也能應用於服裝織物，用於檢測乳腺癌細胞。」這項突破性技術正為紅外線應用開啟前所未有的可能性。