En los últimos 40 años, la microelectrónica ha avanzado a pasos agigantados gracias a la tecnología de silicio y CMOS semiconductores complementarios de óxido de metal, lo que hace posible la informática, los teléfonos inteligentes, las cámaras digitales compactas y de bajo costo, así como la mayoría de los dispositivos electrónicos.gadgets en los que confiamos hoy.
Sin embargo, la dificultad de combinar semiconductores que no sean silicio con CMOS ha dificultado la diversificación de esta plataforma en aplicaciones que no sean microcircuitos y cámaras de luz visible.
Este obstáculo ya se ha superado. Los investigadores del ICFO han demostrado por primera vez la integración monolítica de un circuito integrado CMOS con grafeno, lo que resulta en un sensor de imagen de alta resolución que consta de cientos de miles de fotodetectores basados en grafeno y puntos cuánticos QD. La operaron como una cámara digital que es altamente sensible a la luz ultravioleta, visible e infrarroja al mismo tiempo. Esto nunca antes se había logrado con los sensores de imágenes existentes. En general, esta demostración de integración monolítica de grafeno con CMOS permiteuna amplia gama de aplicaciones optoelectrónicas, como comunicaciones de datos ópticos de baja potencia y sistemas de detección compactos y ultrasensibles.
El estudio fue publicado en Fotónica de la naturaleza y resaltado en la imagen de la portada. El trabajo fue realizado por los investigadores del ICFO Stijn Goossens, Gabriele Navickaite, Carles Monasterio, Schuchi Gupta, Juan Jose Piqueras, Raul Perez, Gregory Burwell, Ivan Nitkitsky, Tania Lasanta, Teresa Galan,Eric Puma, dirigido por los profesores de ICREA Frank Koppens y Gerasimos Konstantatos, en colaboración con la empresa Graphenea. El sensor de imagen de grafeno-QD fue fabricado tomando puntos cuánticos coloidales PbS, depositándolos en el grafeno CVD y posteriormente depositando este sistema híbrido en unLa oblea CMOS con sensor de imagen muere y un circuito de lectura. Como comenta Stijn Goossens, "No se requirieron procesos complejos de procesamiento de material o crecimiento para lograr este sensor de imagen CMOS de grafeno-punto cuántico. Resultó fácil y barato de fabricar a temperatura ambiente ybajo condiciones ambientales, lo que significa una disminución considerable en los costos de producción, y aún más, debido a sus propiedades, puede integrarse fácilmente en sustrato flexibles, así como circuitos integrados de tipo CMOS "
Como comenta ICREA Prof. en ICFO Gerasimos Konstantatos, experto en investigación cuántica de puntos-grafeno, "diseñamos los QD para extender al rango infrarrojo corto del espectro 1100-1900nm, hasta un punto donde pudimos demostrary detecta el resplandor nocturno de la atmósfera en un cielo oscuro y claro que permite la visión nocturna pasiva. Este trabajo muestra que esta clase de fototransistores puede ser el camino a seguir para los sensores de imagen infrarroja de alta sensibilidad y bajo costo que operan a temperatura ambiente y se dirigen algran mercado infrarrojo que actualmente tiene sed de tecnologías baratas "
"El desarrollo de este sensor de imagen monolítico basado en CMOS representa un hito para los sistemas de imágenes de banda ancha e hiperespectrales de alta resolución y bajo costo", destaca ICREA Prof. en ICFO Frank Koppens. Asegura que "en general, la tecnología de grafeno-CMOSpermitirá una gran cantidad de aplicaciones, que van desde cámaras de seguridad y de bolsillo de bajo costo y teléfonos inteligentes, sistemas de control de incendios, cámaras de visión nocturna pasiva y vigilancia nocturna, sistemas de sensores automotrices, aplicaciones de imágenes médicas, inspección de alimentos y productos farmacéuticos, hasta monitoreo ambiental,para nombrar unos pocos."
Este proyecto se está incubando actualmente en el Launchpad de ICFO. El equipo está trabajando con los profesionales de transferencia de tecnología del instituto para llevar este avance junto con su cartera completa de patentes de tecnologías de imagen y detección al mercado.
Enlace al video del sensor: http://www.youtube.com/watch?v=szL-ejdpNgU
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ICFO-El Instituto de Ciencias Fotónicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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