量子點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)建高分辨率三層傳感器

袁丹

近期影像科技研究機(jī)構(gòu)正在開發(fā)基于量子點(diǎn)技術(shù)的三層傳感器，是一款低成本、靈活、高動(dòng)態(tài)范圍的傳感器。量子點(diǎn)是納米級半導(dǎo)體晶體，其大小和成分可用于“調(diào)整”它們吸收或發(fā)射光的頻率。伊利諾伊州西北大學(xué)和三所韓國大學(xué)的研究人員在《先進(jìn)材料》雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。

分層量子點(diǎn)光電探測器如何吸收不同顏色的光

新型的傳感器在不同深度吸收不同頻率的光，雖然量子點(diǎn)的特性是可以針對特定頻率進(jìn)行調(diào)整，但該團(tuán)隊(duì)使用的“紅色”量子點(diǎn)實(shí)際上對紅色、綠色和藍(lán)色光都很敏感。反過來，“綠色”則對綠色和藍(lán)色光很敏感，只有藍(lán)色具有完全選擇性。

當(dāng)接收到光時(shí)，傳感器可以根據(jù)產(chǎn)生的電流檢測其波長（顏色）：電流越高，激活的點(diǎn)層越多。有趣的是，雖然它在概念上聽起來與適馬Foveon的堆疊 CMOS 傳感器相似，但它們在本質(zhì)上是相反的：光線不僅僅在單層中被整齊地捕獲，一些波長還在多層被捕獲，只是捕獲每個(gè)波長的特定層略有不同。

對于顏色和強(qiáng)度測量，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種更復(fù)雜的電路，在分層光電探測器旁邊配備專用的紅色、綠色和藍(lán)色傳感器。盡管這項(xiàng)研究處于早期階段（不要指望你的下一臺(tái)相機(jī)中會(huì)配備它），但從技術(shù)上講已經(jīng)足夠先進(jìn)，它的許多設(shè)計(jì)考慮都圍繞著設(shè)備的可制造性。

研究人員制作的設(shè)備每平方厘米有5500個(gè)傳感器元件，應(yīng)用于柔性薄膜背襯。這比以前的同類設(shè)備多出大約3.5倍，因此在與傳統(tǒng)CMOS競爭之前仍需要實(shí)現(xiàn)小型化。