محققان موفق به ساخت دوربین با نیمه هادی‌های اتمی نازک شدند


در یک آزمایش هیجان انگیز، تیمی از محققان موفق به ساخت حسگر دوربین 800 پیکسلی با استفاده از یک ماده اتمی بسیار نازک شدند. مواد زیادی وجود دارند که صفحات نازک اتمی را تشکیل می دهند، مانند گرافن. برخی از این ورقه ها از یک عنصر ساخته شده اند و برخی دیگر از مواد شیمیایی ساخته شده اند که پیوندهای اتمی به طور طبیعی ساختار ورقه ای را تشکیل می دهند. بسیاری از این مواد دارای خواص متمایزی هستند. در حالی که گرافن یک رسانای عالی الکتریسیته است، مواد دیگر نیمه رسانا هستند و می توان خواص آنها را بر اساس نحوه چیدمان لایه های یک ساختار چندلایه تنظیم کرد. با توجه به همه این قابلیت ها، محققان دریافته اند که می توان از این مواد برای ساخت وسایل الکترونیکی مانند حافظه های فلش و کوچکترین ترانزیستورهایی که تاکنون ساخته شده است استفاده کرد. ساخت سنسور دوربین اتمی اکثر سنسورهای دوربین فعلی از نیمه هادی های سیلیکونی استاندارد تشکیل شده اند که با استفاده از فرآیندهای معمولی نیمه هادی اکسید فلزی (CMOS) تولید می شوند. اما سیلیکون را می توان با نیمه هادی دیگری جایگزین کرد و در این مورد محققان از «دی سولفید مولیبدن» استفاده کرده اند. یک ماده اتمی نازک که به طور گسترده در دستگاه های آزمایشی استفاده می شود. هر یک از مربع های نقره حاوی یک ورقه کوچک از یک ماده اتمی نازک است. برای استفاده از آن در یک دستگاه، محققان از رسوب بخار برای رشد یک لایه دی سولفید مولیبدن بر روی یک بستر یاقوت کبود استفاده کردند. سپس از یاقوت کبود خارج شد و روی سطح دی اکسید سیلیکون که قبلاً روی آن سیم کشی شده بود قرار داده شد. سپس سیم کشی بیشتری روی آن گذاشته شد. نتیجه نهایی این فرآیند یک شبکه 30×30 از دستگاه ها بود که در آن هر دستگاه از یک منبع و الکترود تخلیه تشکیل شده است که توسط یک صفحه دی سولفید مولیبدن به هم متصل شده اند. هر یک از این دستگاه‌ها هنگام روشن شدن، بارهای سرگردان را جذب می‌کنند، که بر توانایی آنها در انتقال جریان بین منبع و الکترودهای تخلیه تأثیر می‌گذارد. این تفاوت در مقاومت معیاری از میزان نوری است که دستگاه در معرض آن قرار می گیرد و در نهایت امکان بازسازی اطلاعات تصویر را فراهم می کند. در مقایسه این روش با یک سنسور سیلیکونی استاندارد، داستان کمی متفاوت است. سیستم جدید از برخی جهات بهتر است و از برخی جهات دارای معایبی است. از نکات مثبت آن می توان به این نکته اشاره کرد که برای کارکردن دوربین به توان بسیار کمتری نیاز است. محققان تخمین می زنند که این دستگاه در طول کار به کمتر از یک پیکژول در هر پیکسل نیاز دارد. با این حال، عملکرد این دستگاه خیلی سریع نیست و نوردهی کامل با کنتراست بالا برای هر رنگ می تواند چندین ثانیه طول بکشد. بنابراین هنوز نمی توان انتظار داشت که از این روش برای ضبط ویدیوهای سریع استفاده شود.

دیدگاهتان را بنویسید