ساخت یک سنسور کارآمد بر طبق نیمه رساناهای دوبعدی
انجمن پارسیان: محققان کره جنوبی با بهره گیری از نیمه رساناهای دوبُعدی، یک سنسور را با کارآیی بالا ابداع نموده اند.
به گزارش انجمن پارسیان به نقل از ایسنا، فناوری تصویربرداری نسل بعدی به سرعت درحال فراتر رفتن از تلفن های هوشمند و گسترش به دستگاه های هوشمند، رباتیک، دستگاه های واقعیت تعمیم یافته، مراقبت های بهداشتی، دوربین های مداربسته و سایر صنایع مختلف است.
به نقل از نیوز وایز، هسته اصلی این پیشرفت ها در عرصه فناوری، سنسورهای بسیار فشرده و بسیار کارآمد گیرنده تصویر هستند که سیگنال های نور را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند. سنسورهای گیرنده تصویر، اطلاعات بصری اشیاء و محیط ها را می گیرند و پردازش می کنند و امکان بازسازی دقیق شکل، اندازه و موقعیت مکانی آنها را فراهم می آورند.
سنسورهای گیرنده تصویر تجاری هم اکنون عمدتاً بر طبق نیمه رساناهای سیلیکونی ساخته می شوند. با این وجود، بررسی درباره ی ساخت سنسورهای گیرنده تصویر نسل بعدی با بهره گیری از نانومواد دوبعدی نیمه رسانا که جایگزین های بالقوه برای سیلیکون هستند، بطور فعال درحال انجام شدن است.
نانومواد دوبُعدی نیمه رسانا که از لایه های نازک اتمی با ضخامت چند نانومتر تشکیل شده اند، خاصیت های نوری استثنایی و پتانسیل کوچک سازی را ارائه می دهند و آنها را به گزینه های بسیار مناسب برای ساخت سنسورهای گیرنده تصویر با کارآیی بالا تبدیل می کنند. با این وجود، به حداکثر رساندن عملکرد آنها نیازمند الکترودهایی با مقاومت کم است که قادر به پردازش موثر سیگنال های نوری باشند.
سنسورهای مبتنی بر نیمه رساناهای دوبعدی معمولی با چالش هایی در دستیابی به الکترودهای مقاومت پایین روبه رو هستند که در نتیجه راندمان ضعیف پردازش سیگنال نوری رخ می دهند و مانع بزرگی برای تجاری سازی این مواد به شمار می روند.
دکتر «دو کیونگ هوآنگ»(Do Kyung Hwang) و دکتر «مین چول پارک»(Min-Chul Park) از «موسسه علم و فناوری کره جنوبی»(KIST) همراه با همکاران خود، با موفقیت الکترود جدیدی را به نام «CBIC» ابداع کردند که امکان ایجاد سنسور گیرنده تصویر مبتنی بر مواد نیمه رسانای دوبعدی را با بازدهی سیگنال نوری بالا فراهم می آورد.
محققان با ترکیب نانوذرات طلا در الکترود توانستند مقاومت آنرا بطور قابل توجهی کاهش دهند و بهبود قابل توجهی را در عملکرد سنسور ببینند. علاوه بر این، آنها بطور موثر به مشکل «اتصال تراز فرمی» پرداختند که یک چالش رایج در الکترودهای معمولی است و در نتیجه، کارآیی سیگنال نوری سنسور را زیاد کردند.
محققان این فناوری را برای اجرای موفقیت آمیز تصویربرداری یکپارچه مبتنی بر روش تصویربرداری سه بعدی و فناوری نمایش بدون عینک، با الهام از ساختار چشم مرکب سنجاقک به کار بردند. آنها با بهره گیری از فناوری تصویربرداری یکپارچه، به دستیابی و بازتولید تصاویر سه بعدی تمام رنگی رسیدند که امکان ثبت و بازسازی شکل اشیای سه بعدی را فراهم نمود. انتظار می رود در آینده این سنسورهای کارآمد گیرنده تصویر به شکل گسترده در صنایع پیشرفته مختلف همچون دستگاه های واقعیت تعمیم یافته، هوش مصنوعی و سیستم های رانندگی خودکار مورد استفاده قرار بگیرند.
هوآنگ با تأکید بر مقیاس پذیری این پژوهش اظهار داشت: انتظار می رود این پژوهش با غلبه بر محدودیت های فنی ناشی از مشکلات الکترود در دستگاه های نیمه رسانای دوبعدی موجود بتواند سرعت صنعتی سازی فناوری های نسل بعدی سیستم تصویربرداری را که مزایایی در جذب نور و کوچک سازی ارائه می دهند، بطور قابل توجهی سرعت ببخشد. این الکترود به آسانی ایجاد می شود و در مناطق بزرگ مقیاس پذیر است و همین خاصیت ها کمک می کنند که به شکل گسترده برای دستگاه های الکترونیک نوری مبتنی بر نیمه رساناهای مختلف قابل استفاده باشد.
پارک اظهار داشت: دستگاه های الکترونیک نوری مبتنی بر نیمه رسانای دوبعدی که بر چالش اتصال تراز غلبه می کنند، تأثیر قابل توجهی را در صنایعی خواهند داشت که در آینده نیازمند سنسورهای بصری فوق فشرده با وضوح فوق العاده بالا و عملکرد قابل توجه هستند.
این پژوهش در مجله «Nature Electronics» به چاپ رسید.
منبع: انجمن پارسیان
این پست را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این پست