石墨烯 - 量子點 - 基于CMOS的紫外線,可見光和紅外線傳感器。
在過去的40年中,由于采用硅和CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)技術(shù),微電子已經(jīng)跨越式發(fā)展,使得可能的計算,智能手機,緊湊型和低成本數(shù)碼相機以及大多數(shù)電子產(chǎn)品依靠今天。
然而,除了微電路和可見光相機之外,該平臺的多樣化已被阻礙了將硅以外的半導(dǎo)體與CMOS組合的困難。
這個障礙現(xiàn)在已經(jīng)克服了。 ICFO研究人員首次展示了CMOS集成電路與石墨烯的單片集成,產(chǎn)生了由基于石墨烯和量子點(QD)的數(shù)十萬光電探測器組成的高分辨率圖像傳感器。它們將其作為數(shù)字照相機,同時對紫外線,可見光和紅外線高度敏感。以前從未用現(xiàn)有的成像傳感器實現(xiàn)這一點。通常,石墨烯與CMOS的單片集成的演示可以實現(xiàn)廣泛的光電應(yīng)用,如低功率光數(shù)據(jù)通信和緊湊型超敏感傳感系統(tǒng)。
該研究發(fā)表在自然光子學(xué)中,并在封面圖片上強調(diào)。通過采用PbS膠體量子點,將其沉積在CVD石墨烯上并隨后將該混合系統(tǒng)沉積到具有圖像傳感器管芯和讀出電路的CMOS晶片上來制造石墨烯-QD圖像傳感器。正如Stijn Goossens所說:“實現(xiàn)這種石墨烯 - 量子點CMOS圖像傳感器不需要復(fù)雜的材料處理或生長工藝,在室溫和環(huán)境條件下制造容易且便宜,這意味著生產(chǎn)成本大幅降低。更重要的是,由于其性能,可以輕松集成到柔性基板以及CMOS型集成電路上。
量子點 - 石墨烯研究專家評論說:”我們將量子點設(shè)計擴展到光譜的短紅外范圍(1100-1900nm),達到了能夠顯示和檢測這個工作表明,這種類型的光電晶體管可能是尋求高靈敏度,低成本紅外圖像傳感器在室溫下工作的方式,尋找巨大的紅外線市場目前渴望廉價技術(shù)。
“該單片CMOS圖像傳感器的發(fā)展代表了低成本,高分辨率寬帶和高光譜成像系統(tǒng)的一個里程碑”ICREA Prof. ICFO Frank Koppens亮點。他確信“通常,石墨烯CMOS技術(shù)將能夠?qū)崿F(xiàn)大量的應(yīng)用,包括安全,安全,低成本口袋和智能手機相機,消防系統(tǒng),被動夜視和夜間監(jiān)控攝像機,汽車傳感器系統(tǒng),醫(yī)療成像應(yīng)用,食品和藥物檢驗對環(huán)境監(jiān)測等等。
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