使用原子级薄材料构建900像素成像传感器

宾夕法尼亚州立大学的一组研究人员使用原子级薄材料开发了一种900像素的成像传感器。在他们发表在《自然材料》杂志上的论文中，该小组描述了他们如何构建新传感器及其可能的用途。

对光做出反应的传感器在现代世界中变得非常普遍——例如，当检测到入侵者存在时，灯就会打开。这种传感器通常由像素网格组成，每个像素都对光有反应。这种传感器的性能基于响应度的测量，以及它们检测到的光的哪些部分。

大多数设计都带有特定的噪声信号限制。在这项新的努力中，研究人员指出，大多数此类传感器的效率也很低，使用的电量远远超过此类设备应有的电量。

为了制造更高效的传感器，研究人员研究了用于制造目前使用的传感器的材料——通常是硅互补金属氧化物半导体作为骨架。它是研究人员集中精力的支柱。为了制造更高效的传感器，他们用二硫化钼制成的骨架取代了传统的骨架，这种材料与石墨烯一样，可以生长为一个原子厚的薄片。

在他们的工作中，他们通过气相沉积将其生长在蓝宝石基底上。然后将成品从底座上提起，放在已经经过线蚀刻的二氧化硅底座上。然后他们通过在顶部蚀刻额外的布线来完成他们的产品。

他们的工作成果是一个30x30的网格，其中每个像素都是自己的设备——一个不仅能够检测光，而且还可以使用电极排空的设备，在感应到某些东西后可以再次使用。

在评估传感器的特性时，他们发现它比现在使用的传感器效率高得多，每个像素使用的电量不到皮焦耳。他们还发现重置非常容易。阵列上的一次电压就达到了目的。另一方面，研究人员发现它对光的反应比目前使用的传感器慢得多。他们指出，这表明它可以用作通用光传感器，但不能用作相机中的固定装置。他们进一步表示，它可以在各种物联网应用中提供理想的传感解决方案。