基于量子点垂直堆叠技术的传感器能捕获更多光

应用报道 量科网 2022-02-19 23:38

韩国中央大学的研究人员推出了一种集成在密集传感器阵列中的光电探测器,它能用于进行高分辨率的多光谱(彩色)成像。这项技术使用量子点来克服电流传感器占用空间的设计。

基于量子点垂直堆叠技术的传感器能捕获更多光

量子点是一种对特定频率敏感的纳米颗粒,它的量子效应主要是由于其体积小导致。它们的耐用性、灵敏度以及在制造过程中的易用性使其在开发革命性的彩色图像传感器方面具有独特的吸引力。

在大多数图像传感器中,一个给定像素的红色、绿色、蓝色组成是为每种颜色单独提供了一个专用的光电探测器单元。尽管每个像素的三个单元横向排列并尽可能的彼此靠近,但该设计占用的空间至少是每个独立单元的三倍。此外,由于它的设计复杂性,这些光电探测器的制造和加工成本可能很高。

与传统图像传感器的横向像素排列技术相比,量子点的优势在于它们可以垂直堆叠在每个像素中,从而能减少创建传感器所需的表面积。处于较低位置的量子点仍然能够接收到未被上层量子点吸收的光子,这使得每个像素中每种颜色的光电探测器能够容纳在更紧凑的区域中。

科学家们利用一种低温制造过程,成功地在一个小区域内压缩了数量惊人的像素。韩国中央大学教授Sung Kyu Park表示:“我们的光电探测器阵列的器件密度为每平方厘米5500个,这比之前报道的溶液制程柔性光电探测器(每平方厘米1600个)要大得多。”

该器件表现出优异的颜色选择性和光敏性。从长远来看,该团队认为,未来的技术改进可以使垂直堆叠的量子点能够在许多应用中取代现有的CMOS传感器。因为它们制造简单、功耗低、耐用且功能强大。Park教授说:“它应该能广泛应用于可穿戴传感系统、生物医学和自动驾驶等领域。”(编译:Qtech)