Zupełnie nowy rodzaj matrycy może odmienić aparaty w naszych smartfonach. Zobaczą wszystko: UV, IR i pasmo widzialne

Powstała nowa, TANIA technologia, dzięki której twój smartfon będzie mógł widzieć w ciemności czy… zdalnie badać świeżość owoców.

Sensor CMOS, który widzi promieniowanie UV, podczerwień i spektrum widzialne (zdjęcie: ICFO)

Naukowcy z barcelońskiego Instytutu Fotoniki (ICFO) stworzyli sensor CMOS (od ang. complementary metal–oxide–semiconductor), który jako pierwszy na świecie potrafi równocześnie rejestrować promieniowanie ultrafioletowe, podczerwone i widzialne. Stało się to możliwe dzięki zastosowaniu w jego produkcji grafenu i kropek kwantowych.

Układy elektroniczne wykonane w technologii CMOS to technologia popularna od 40 lat, ale jak dotąd dość mocno “jednostronna”. Układy te są tanie w produkcji i doskonale sprawdzają się również jako matryce stosowane w aparatach cyfrowych – lustrzankach, kompaktach czy w telefonach. Niestety ciężko jest wyjść poza ten obszar zastosowań, ponieważ bardzo trudno jest zintegrować CMOS z innymi materiałami półprzewodnikowymi poza krzemem. Naukowcy z ICFO pokazali, że jest to jednak możliwe.

Jak to opisują w pracy, opublikowanej na łamach Nature Photonics, badacze połączyli matrycę CMOS z grafenem, który działa jako fototranzystor. Nowy rodzaj czujnika obrazu zbudowany został poprzez naniesienie na klasyczną matrycę warstwy grafenu, w której umieszczone zostały kwantowe kropki koloidalnego roztworu siarczku ołowiu (II). Nanokryształy PbS są fotoprzewodnikami, które bardzo dobrze sprawdzają się jako sensory podczerwieni i – jak potwierdzają to inne badania – są dobrze przystosowane do integracji z elektroniką bazującą na krzemie.

W efekcie udało się stworzyć sensor CMOS, który „widzi” nie tylko to, co widzialne, ale też rejestruje promieniowanie UV i podczerwień w paśmie od 300 do 2000 nm. Nowa matryca pozwoli zbudować, według słów prof. Franka Koppensa, zupełnie nową klasę wysokoczułych, tanich, podczerwonych czujników obrazu działających w temperaturze pokojowej.

Nowy rodzaj matrycy pomoże np. zbadać jakość owoców. Fot. ICFO People/YouTube

Jak pokazały eksperymenty zespołu z ICFO, sensor jest na tyle czuły, że do rejestracji obrazów w podczerwieni nie wymaga doświetlania obiektów np. diodami IR. Co więcej taka matryca może stać się elementem aparatu w przeciętnym smartfonie. Czyli trafić nie tylko do specjalistów czy laboratoriów, ale do zwykłych użytkowników. I co to oznacza dla przeciętnego zjadacza chleba? Moglibyśmy chociażby podpatrzyć, co dzieje się w spowitym nocą ogrodzie i sprawdzić świeżość owoców w warzywniaku. A to tylko dwa pomysły – inicjatywa należałaby do twórców aplikacji, a im zwykle inwencji nie brakuje. Ciekawe szczegóły znajdziecie w tym filmie:

Źródło