石墨烯量子点新型图像传感器可以同时检测紫外线、可见光和红外光

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由于石墨烯和量子点,由ICFO开发的新型图像传感器可以同时检测紫外线,可见光和红外光

由ICFO开发的新型图像传感器可以同时检测紫外线,可见光和红外

光子科学研究所(ICFO)的科学家们首次成功地创建了一种可以同时捕获紫外线,红外线和可见光的数字成像传感器。突破背后的材料是什么呢?猜猜这是两个常见的嫌疑人,没有奖品:石墨烯和量子点。

这两种材料都有很长的单独的潜在应用列表,当您将它们配对时,该列表甚至会更长。但是在这种情况下,我们不是在谈论由石墨烯制成的量子点-ICFO团队使用了沉积在石墨烯片上的金属PbS胶态量子点。然后将此混合系统沉积到互补金属氧化物半导体(CMOS)晶片上,并连接到图像传感器管芯和读出电路。

最终结果是高分辨率的图像传感器,该传感器对大范围的波长敏感,从大约300 nm的紫外线到中间的可见光谱,再到波长为2000 nm的红外光。研究人员说,这是单个图像传感器首次能够一次检测到如此宽光谱范围内的光。

“我们设计了量子点,将其扩展到光谱的短红外范围(1100-1900 nm),使我们能够在黑暗和晴朗的天空上演示和检测大气的夜光,从而实现被动夜视”,该研究的合著者Gerasimos Konstantatos说。“这项工作表明,这类光电晶体管可能是在室温下运行的高灵敏度,低成本,红外图像传感器的必经之路,以解决当前渴望廉价技术的巨大红外市场。”

从历史上看,CMOS系统很难与硅以外的半导体轻松集成,因此让ICFO与石墨烯一起使用是ICFO新型传感器的另一项先河。该团队说,更好的是,该设备可以在室温下相当容易且便宜地制造,这将有助于降低生产成本并扩展其可能的商业应用。

该研究的合著者弗兰克·科本斯(Frank Koppens)表示:“基于单片CMOS的图像传感器的开发代表了低成本,高分辨率的宽带和高光谱成像系统的里程碑。“一般来说,石墨烯CMOS技术将实现广泛的应用,包括安全性,安全性,低成本的袖珍和智能手机相机,消防系统,被动式夜视和夜间监控相机,汽车传感器系统,医学成像应用,食品和药品检验到环境监测,仅举几例。”

这项研究发表在《自然光子学》杂志上。

资料来源:ICFO


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