DGIST利用量子点与二维半导体研发出可用于自动驾驶的新一代红外图像传感器

产业资讯 QuantumWire 2026-04-22 14:45
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2026年4月20日——由韩国大邱庆北科学技术院(DGIST)能源科学与工程系李钟洙教授(院长李建佑)领导的研究团队,联合韩国科学技术研究院(KIST)朴珉哲首席研究员团队及韩国材料科学研究院(KIMS)金永勋首席研究员团队,成功开发出将量子点与二维半导体相结合的新一代近红外图像传感器技术。

能探测短波红外(SWIR)波段的传感器不仅可在昼夜清晰识别物体,还能穿透雾霭烟尘,因此成为自动驾驶汽车、机器人、夜间监控及医学成像等未来智能技术的核心元件。然而传统传感器通常采用昂贵半导体材料(如砷化铟镓)制造,导致生产成本极高,且难以扩展至大面积器件。

为解决这一难题,李钟洙教授团队提出了一种混合光敏架构:将具有强光吸收特性的“碲化银量子点”与以超快电荷传输著称的“二硫化钼二维半导体”相结合。二维半导体弥补了量子点电荷传输速度慢的固有缺陷,从而最大化两种材料的优势,提供了全新解决方案。

特别值得注意的是,该团队通过利用两种材料界面在光照下产生的“光掺杂效应”,成功实现了光信号的显著放大。最终开发的传感器展现出7.5×10⁵ A/W的高响应度与10⁹ Jones量级的探测率,即便对极微弱红外信号也能实现快速精准检测的卓越灵敏度。

此外,研究团队突破单器件验证,直接制备出32×32像素的红外图像传感器阵列,证实了其实时成像能力。这一成果表明该技术可与传统CMOS半导体工艺兼容,具备作为低成本、大面积新一代SWIR相机及图像传感器快速商业化的强劲潜力。

“通过融合量子点材料的高吸光特性与二维半导体的快速电荷传输特性,我们突破了传统红外传感器的根本局限,”DGIST能源科学与工程系李钟洙教授表示,“该技术有望成为开发高分辨率红外相机与新一代智能光传感系统的关键基础技术。”

本研究获得韩国科学技术信息通信部与韩国国家研究基金会的中坚研究者计划基础研究项目,以及韩国国家科学技术研究会议创意融合研究项目支持。作为下一代光传感器核心技术的成果,已发表于国际顶尖材料学期刊《先进材料》3月刊。