Las cámaras equipadas con un nuevo sensor revolucionario pronto podrán tomar fotos claras y nítidas en condiciones de poca luz. gracias a un nuevo sensor de imagen inventado en la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU).

El nuevo sensor hecho de grafeno, se cree que es el primero en ser capaz de detectar luz de amplio espectro, desde el visible al infrarrojo medio, con alta fotorrespuesta o sensibilidad. Esto significa que es adecuado para su uso en todo tipo de cámaras, incluidas las cámaras de infrarrojos, radares de tráfico, imágenes por satélite y más.

No solo el sensor de grafeno 1, 000 veces más sensible a la luz que los sensores de imágenes actuales que se encuentran en las cámaras actuales, también utiliza 10 veces menos energía ya que funciona a voltajes más bajos. Cuando se produce en masa, Se estima que los sensores de grafeno cuestan al menos cinco veces más baratos.

El grafeno tiene solo un átomo de espesor y está hecho de átomos de carbono puro dispuestos en una estructura de panal. Se sabe que tiene una alta conductividad eléctrica entre otras propiedades como durabilidad y flexibilidad.

El inventor del sensor de grafeno, Profesor asistente Wang Qijie, de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de NTU, dijo que se cree que es la primera vez que un El sensor de alta fotosensibilidad se ha desarrollado utilizando grafeno puro.

Su avance fabricado mediante la fabricación de una hoja de grafeno en nuevas nanoestructuras, fue publicado este mes en Comunicaciones de la naturaleza , una revista de investigación altamente calificada.

"Hemos demostrado que ahora es posible crear Sensores fotográficos sensibles y flexibles de grafeno solo. Esperamos que nuestra innovación tenga un gran impacto no solo en la industria de imágenes de consumo, sino también en las industrias de imágenes y comunicaciones por satélite, así como las aplicaciones de infrarrojos medios, "dijo el profesor asistente Wang, quien también tiene un cargo conjunto en la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la NTU.

"Al diseñar este sensor, hemos tenido en cuenta las prácticas de fabricación actuales. Esto significa que, en principio, la industria puede continuar produciendo sensores de cámara utilizando el proceso CMOS (semiconductor de óxido de metal complementario). que es la tecnología predominante utilizada por la mayoría de las fábricas de la industria electrónica. Por lo tanto, los fabricantes pueden reemplazar fácilmente el material base actual de los fotosensores con nuestro nuevo material de grafeno nanoestructurado ".

Si es adoptado por la industria, El profesor asistente Wang espera que el costo de fabricación de sensores de imágenes disminuya, lo que eventualmente conducirá a cámaras más baratas con una mayor duración de la batería.

Cómo funciona la nanoestructura de grafeno

El profesor asistente Wang tuvo una idea innovadora para crear nanoestructuras en grafeno que "atraparán" las partículas de electrones generadas por la luz durante mucho más tiempo. resultando en una señal eléctrica mucho más fuerte. Luego, estas señales eléctricas se pueden procesar en una imagen, como una fotografía capturada con una cámara digital.

Los "electrones atrapados" son la clave para lograr una alta fotorrespuesta en el grafeno, lo que lo hace mucho más efectivo que los sensores de imagen CMOS o CCD (dispositivo de carga acoplada) normales, dijo el profesor asistente Wang. Esencialmente, cuanto más fuertes sean las señales eléctricas generadas, cuanto más claras y nítidas sean las fotos.

"El rendimiento de nuestro sensor de grafeno se puede mejorar aún más, como la velocidad de respuesta, a través de la ingeniería de nanoestructuras del grafeno, y los resultados preliminares ya verificaron la viabilidad de nuestro concepto, "Agregó el profesor asistente Wang.

Esta investigación, cuesta alrededor de $ 200, 000, está financiado por la subvención inicial de la cátedra auxiliar de Nanyang y financiado parcialmente por las subvenciones de investigación de Nivel 2 y 3 del Ministerio de Educación.

El desarrollo de este sensor llevó al profesor asistente Wang un total de 2 años en completarse. Su equipo estaba formado por dos becarios de investigación, Dr. Zhang Yongzhe y Dr. Li Xiaohui, y cuatro estudiantes de doctorado Liu Tao, Meng Bo, Liang Guozhen y Hu Xiaonan, de EEE, NTU. Dos estudiantes de pregrado también participaron en este trabajo pionero.

El profesor asistente Wang ha presentado una patente a través de la Oficina de Innovación y Empresa de Nanyang de NTU para su invención.

El siguiente paso es trabajar con colaboradores de la industria para desarrollar el sensor de grafeno en un producto comercial.