Создание сенсора изображения с разрешением 900 пикселей из атомарно тонкого материала

Группа исследователей из Университета штата Пенсильвания разработала датчик изображения с разрешением 900 пикселей, используя атомарно тонкий материал. В своей статье, опубликованной в журнале Nature Materials, группа описывает, как они построили свой новый датчик и возможные варианты его использования.

Датчики, реагирующие на свет, стали очень распространены в современном мире — например, фонари, которые включаются при обнаружении присутствия злоумышленника. Такие датчики обычно состоят из сетки пикселей, каждый из которых реагирует на свет. Производительность таких датчиков основана на измерениях чувствительности и том, какие части света они обнаруживают.

Большинство из них разработаны с определенными ограничениями отношения шума к сигналу. Исследователи отметили, что большинство таких датчиков также очень неэффективны, потребляя гораздо больше электроэнергии, чем должны бы в случае таких устройств.

Чтобы создать датчик, который был бы более эффективным, исследователи изучили материалы, которые используются для изготовления тех, которые сейчас используются — обычно полупроводник из оксида металла, комплементарный кремнию, служит основой. И это было основой, на которой исследователи сосредоточили свои усилия. Чтобы сделать датчик более эффективным, они заменили традиционную основу на основу из дисульфида молибдена , материала, который, как и графен, можно вырастить в виде листа толщиной в один атом.

В своей работе они выращивали его на основе сапфира методом осаждения из паровой фазы . Затем готовое изделие уложили на уже протравленную основу из диоксида кремния. Затем они закончили свой продукт, выгравировав дополнительную проводку сверху.

Результатом их работы стала сетка 30×30, где каждый пиксель был отдельным устройством, способным не только обнаруживать свет, но и дренироваться с помощью электрода, что делало его снова готовым к использованию после того, как что-то было обнаружено.

Оценивая характеристики своего сенсора, они обнаружили, что он намного эффективнее тех, что используются сейчас: каждый пиксель использует меньше пикоджоуля. Им также было очень легко сбросить настройки. Один выстрел напряжения через массив сделал свое дело. С другой стороны, исследователи обнаружили, что он гораздо медленнее реагирует на свет, чем датчики, используемые в настоящее время. Это, отмечают они, предполагает, что его можно использовать как универсальный датчик освещенности, но не как приспособление в камере. Они также предполагают, что это может обеспечить идеальное решение для измерения в самых разных приложениях IoT.

Дополнительная информация: Ахил Додда и др. Матрица сенсора с активными пикселями на основе однослойной матрицы фототранзисторов MoS2, Nature Materials (2022). DOI: 10.1038/s41563-022-01398-9

Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК

Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов

hello@technovery.com