显微照片具有多个波长特定的传感器补丁，使N-ZERO设备能够捕捉特定发热源的红外特征。点击下面的高分辨率图片。(来源:美国国防部高级研究计划局)
这是你的任务。制造一个微型传感器，它可以探测热排气管、木材火灾甚至是人类的红外波长特征。设计传感器，使它可以保持休眠和无人值守，但始终保持警惕，甚至数年，而不需要电池供电。并且构建传感器，这样检测行为本身就可以启动信号的发射，以警告作战人员、消防员或其他人已经检测到“感兴趣的信号”。这是一种情报、侦察和监视(ISR)技术，可以提高态势感知能力，同时最大限度地减少更换故障电池的潜在危险维护任务的需求。
今天在杂志上自然纳米技术美国东北大学电气与计算机工程副教授Matteo Rinaldi领导的一个研究小组报告说，他们完成了DARPA的这项艰巨任务近零功率RF和传感器操作(N-ZERO)程序波士顿团队称之为“等离子体增强微机械光开关”。
DARPA微系统技术办公室N-ZERO项目经理Troy Olsson说:“东北红外传感器技术的真正有趣之处在于，与传统传感器不同，当要检测的红外波长不存在时，它消耗的待机功率为零。”“当这些红外波长存在并撞击东北大学团队的红外传感器时，来自红外源的能量会加热传感元件，从而导致关键传感器组件的物理运动。这些运动导致开路元件的机械关闭，从而导致检测到目标红外特征的信号。”
该传感器展示了巧妙的物理学和工程学，其中包括一个纳米级补丁网格，其特定尺寸限制它们只能吸收特定的红外波长。里纳尔迪解释说:“这种基于电荷的激发被称为等离子体激元(可以被认为有点像水面上的涟漪)，它高度局限在纳米级别的补丁之下，有效地将特定波长的光捕获到超薄结构中，导致其温度相对较大而迅速的峰值。”这些温度峰值依次导致上游事件序列，最终导致传感器其他部分的电路完成变形。
Olsson指出:“该技术具有多个传感元件，每个元件都能吸收特定的红外波长。”“这些组合成复杂的逻辑电路，能够分析红外光谱，这为这些传感器开辟了道路，不仅可以检测环境中的红外能量，还可以指定该能量是否来自火灾、车辆、人员或其他红外来源。”
考虑车辆的红外识别。燃烧汽油或柴油燃料的发动机在废气中释放出特定的化合物。这些化合物包括CO2、CO、H2O、各种氮和硫的氧化物(分别是NOx和SOx)，以及甲烷等碳氢化合物。钱震云解释说:“因此，卡车、汽车或飞机等车辆排出的加热尾气的红外发射光谱本身就可以作为特定车型的特征。”钱震云一直与里纳尔迪和其他研究团队成员一起参与N-ZERO项目。
N-ZERO项目的主要目标是开发基础技术，为与国家安全相关的新型、更强大的传感器系统开辟道路。这所大学的研究团队在《自然纳米技术》的论文中指出，随着物联网扩展到包括数千亿种设备，从汽车到家用电器，再到远程部署的传感器，同样的技术在未来几年可能会变得重要。东北大学的研究人员在他们的论文中预测:“只有在有用信息存在时才会消耗电力的能力，将导致无人值机传感器的运行时间几乎无限制，这些传感器用于检测不常见但时间关键的事件，这对物联网的扩散产生了突破性的影响。”
这篇论文，“基于等离子体增强微机械光电开关的零功率红外数字化仪”，今天在网上发表自然纳米技术网站。
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