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加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),努力搶占科技制高點(diǎn),為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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鈣鈦礦圖像傳感器性能大幅提升

2025-06-23 科技日?qǐng)?bào) 張佳欣
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語音播報(bào)

瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院與瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)研究所聯(lián)合團(tuán)隊(duì)開發(fā)出新型鈣鈦礦圖像傳感器,大幅提升了光利用效率和空間分辨率。這項(xiàng)成果發(fā)表于最新一期《自然》雜志。

在圖像傳感器中,單個(gè)像素吸收相應(yīng)波長的光,并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。目前絕大多數(shù)圖像傳感器由硅制成,然而,硅傳感器中的每個(gè)像素只能吸收約三分之一的入射光。

新開發(fā)的圖像傳感器基于鹵化鉛鈣鈦礦。這種晶體材料同樣是一種半導(dǎo)體。與硅不同的是,它特別易于加工,而且其物理特性可通過具體的化學(xué)組成進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)鈣鈦礦中含有更多碘離子時(shí),它能夠吸收紅光;如果添加更多溴元素,則能吸收綠光;加入更多氯元素,則能吸收藍(lán)光。整個(gè)過程中無需任何濾光片,并且,這些鈣鈦礦像素層對(duì)其他波長仍然是透明的,允許它們穿透。這意味著紅、綠、藍(lán)像素可在圖像傳感器中垂直堆疊,而不像硅圖像傳感器那樣只能并排排列。

得益于這種設(shè)計(jì),新圖像傳感器理論上可捕捉到比同面積傳感器多3倍的光,同時(shí)帶來3倍的空間分辨率優(yōu)勢(shì)。團(tuán)隊(duì)制造出兩款原型,實(shí)驗(yàn)證明其對(duì)光更敏感,顏色還原更精確,分辨率也遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)硅技術(shù)。每個(gè)像素都能接收所有光線,也避免了數(shù)字?jǐn)z影中的一些偽影問題,比如“去馬賽克處理”和摩爾紋效應(yīng)。

目前兩款原型的像素尺寸在0.5毫米到1毫米之間,而商用圖像傳感器的像素尺寸在微米級(jí)。未來團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步縮小鈣鈦礦圖像傳感器的像素尺寸。

打印 責(zé)任編輯:閆文藝

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