Європейські вчені винайшли і випробували технологію виробництва інфрачервоних сенсорів, що не містять отруйних речовин. Досі подібні сенсори містили ртуть, фосфор, свинець та інші речовини, не сумісні зі здоров’ям людини. Відкриття безпечних матеріалів дасть змогу повсюдно впровадити інфрачервоний зір, що підштовхне виробництво, робототехніку і поліпшить якість життя людей.
Дослідники з іспанського Інституту фотонних наук (ICFO) спільно з фахівцями з дочірньої компанії Qurv розробили новий тип квантових точок, чутливих до діапазону 1-2 мкм (SWIR, short wave infrared або короткохвильовий інфрачервоний діапазон). Квантові точки називають квантовими не тільки за те, що вони працюють на принципах квантової фізики.
Квант в оригіналі – це порція чогось. Квантові точки – це “порції” напівпровідників нанометрового розміру, які діють як окремий елемент. У разі квантових точок у складі сенсорів зображення вони поглинають світло однієї довжини хвилі та/або генерують світло іншої довжини хвилі. Чутливі до інфрачервоного діапазону квантові точки вловлюють світло в цьому діапазоні, а випромінюють його у видимому.
Як варіант для виготовлення масиву квантових точок використовується технологія осадження або синтезу з колоїдних розчинів. Традиційно прекурсори для таких розчинів створювалися з використанням фосфіну. Дослідники замінили цю токсичну речовину безпечною сполукою телуриду срібла (Ag2Te). Виготовлені таким чином квантові точки використовували для створення SWIR-фотоприймача. Дослідний фотоприймач продемонстрував чудові характеристики в спектральному діапазоні від 350 до 1600 нм із лінійним динамічним діапазоном, що перевищує 118 дБ.
Потім учені зібрали повноцінну матрицю на базі традиційних CMOS-елементів. Випробування матриці показали, що все працює без нарікань. Так, нові інфрачервоні сенсори допомогли побачити кремнієву пластину на просвіт (кремній прозорий для інфрачервоних променів), а також візуалізували зображення предметів у пластиковій пляшці з каламутним розчином рідини, яких не було видно для звичайного погляду.
Безпечні для здоров’я і чутливі до інфрачервоного світла квантові точки можна використовувати повсюдно, впевнені вчені. Від нанесення на звичайне віконне скло до систем машинного зору і установки в смартфони та гарнітури. Вони допоможуть бачити крізь туман, сніг і ніч, аналізувати склад продуктів, допомагати рятувальникам і медикам.
Читайте також: