Увидеть невидимое с помощью устройства, интегрированного с графеном и КМОП

В своей статье, опубликованной в журнале Nature Photonics, они объединили это устройство графен-CMOS с квантовыми точками, чтобы создать массив фотодетекторов, производящих датчик изображения с высоким разрешением. При использовании в качестве цифровой камеры это устройство способно одновременно воспринимать ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный свет. Это всего лишь один пример того, как это устройство может быть использовано, другие включают в себя микроэлектронику, матрицы датчиков и маломощную фотонику.«Разработка этого монолитного датчика изображения на основе КМОП представляет собой веху для недорогих широкополосных и гиперспектральных систем формирования изображений с высоким разрешением», — подчеркивает профессор ICREA в ICFO Франк Коппенс.

Он заверяет, что «в целом технология графен-CMOS позволит использовать огромное количество приложений, в том числе безопасность, безопасность, недорогие карманные камеры и камеры для смартфонов, системы управления огнем, пассивные камеры ночного видения и ночного наблюдения, автомобильные сенсорные системы, медицинские приложения для обработки изображений, от инспекции пищевых продуктов и фармацевтики до мониторинга окружающей среды, и это лишь некоторые из них ».Эти результаты стали возможными благодаря сотрудничеству между Graphene Flagship Partner Graphenea (испанский поставщик графена) и ICFO в рамках рабочего пакета оптоэлектроники Graphene Flagship.Создав гибридную систему графена и квантовых точек на КМОП-пластине с использованием подхода наслоения и формирования паттернов, команда Flagship решила сложную проблему простым решением.

Сначала наносится графен, затем наносится узор, определяющий форму пикселя, и, наконец, добавляется слой коллоидных квантовых точек PbS. Фотоотклик этой системы основан на эффекте фотостирования, который начинается, когда слой квантовых точек поглощает свет и передает его в виде фотогенерируемых дырок или электронов на графен, где они циркулируют из-за напряжения смещения, приложенного между двумя пиксельными контактами.

Затем фотосигнал воспринимается по изменению проводимости графена с высокой подвижностью заряда графена, что обеспечивает высокую чувствительность устройства.Как комментирует Стейн Гуссенс: «Для создания этого КМОП-датчика изображения с графеновыми квантовыми точками не потребовалось никаких сложных процессов обработки или выращивания материалов. Его оказалось легко и дешево изготовить при комнатной температуре и в условиях окружающей среды, что означает значительное снижение производственных затрат. Более того, благодаря своим свойствам, его можно легко интегрировать на гибкие подложки, а также в интегральные схемы типа CMOS ».

В настоящее время в инкубаторе Launchpad ICFO изучаются коммерческие применения этого исследования и потенциал технологий визуализации и зондирования.Профессор Андреа Феррари, специалист по науке и технологиям и председатель группы управления Graphene Flagship, добавила: «Интеграция графена с технологией CMOS является краеугольным камнем для будущего внедрения графена в бытовую электронику.

Очевидно, что эта работа является ключевым первым шагом. демонстрируя осуществимость этого подхода. Компания Flagship вложила значительные средства в интеграцию графена на системном уровне, и эта сумма будет увеличиваться по мере того, как мы продвигаемся по дорожной карте технологий и инноваций ».


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *