به گزارش گروه اجتماعی ایسکانیوز، فناوری تصویربرداری نسل بعدی با سرعتی بی‌سابقه در حال گسترش به حوزه‌های مختلفی از جمله رباتیک، دستگاه‌های هوشمند، واقعیت گسترده (XR)، مراقبت‌های بهداشتی، دوربین‌های مدار بسته و سایر صنایع پیشرفته است. در هسته‌ این پیشرفت‌ها، حسگرهای تصویری بسیار کارآمد و فوق‌العاده کوچک قرار دارند که سیگنال‌های نوری را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند.

امروزه، بیشتر حسگرهای تصویربرداری تجاری بر پایه‌ی نیمه‌رساناهای سیلیکونی ساخته می‌شوند. اما تحقیقات گسترده‌ای برای توسعه‌ حسگرهای تصویری مبتنی بر نانومواد نیمه‌رسانای دوبعدی (۲D) به عنوان جایگزین‌های احتمالی سیلیکون در حال انجام است.

این نانومواد که لایه‌هایی به ضخامت تنها چند نانومتر دارند، ویژگی‌های نوری منحصربه‌فرد و قابلیت کوچک‌سازی استثنایی را ارائه می‌دهند و آن‌ها را به گزینه‌ای مناسب برای حسگرهای تصویری با عملکرد بالا تبدیل کرده است.

با این حال، چالش بزرگ در این حسگرها، دستیابی به الکترودهایی با مقاومت کم است که بتوانند سیگنال‌های نوری را با بهره‌وری بالا پردازش کنند. الکترودهای موجود در حسگرهای دوبعدی سنتی دارای مقاومت بالا و راندمان پایین در پردازش سیگنال‌های نوری هستند که این موضوع، یک مانع مهم در مسیر تجاری‌سازی این فناوری محسوب می‌شود.

بر اساس این گزارش ، یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی دکتر دو کیونگ هوانگ و دکتر مین-چول پارک از مؤسسه‌ علم و فناوری کره (KIST)، موفق به توسعه‌ یک ماده‌ الکترودی نوآورانه به نام “تماس لایه‌ میانی پل هدایتی” (CBIC) شدند. این ماده‌ الکترودی باعث افزایش قابل‌توجه کارایی حسگرهای تصویری مبتنی بر نیمه‌رسانای دوبعدی شده است.

ویژگی کلیدی این نوآوری، استفاده از نانوذرات طلا درون الکترود است که مقاومت آن را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد و در نتیجه، عملکرد حسگر تصویری دوبعدی را به میزان قابل‌توجهی بهبود می‌بخشد.

حل مشکل Fermi Level Pinning: این فناوری همچنین یکی از چالش‌های بزرگ الکترودهای سنتی، یعنی پین‌شدن سطح فرمی (Fermi level pinning) را برطرف کرده و باعث افزایش بازده پردازش سیگنال‌های نوری شده است.

این تیم تحقیقاتی، از این فناوری برای توسعه‌ تصویربرداری سه‌بعدی مبتنی بر تصویربرداری انتگرالی (Integral Imaging) و نمایشگرهای بدون نیاز به عینک الهام گرفته از چشم مرکب سنجاقک استفاده کرده است.

بنا بر این گزارش ، با استفاده از فناوری تصویربرداری انتگرالی، این محققان توانستند تصاویر سه‌بعدی رنگی RGB را ثبت و بازسازی کنند. این موفقیت نشان می‌دهد که حسگرهای تصویری مبتنی بر نیمه‌رسانای دوبعدی می‌توانند در ضبط و بازآفرینی اشکال سه‌بعدی اشیا کاربرد گسترده‌ای داشته باشند.

این حسگرهای تصویری پیشرفته، پتانسیل گسترده‌ای برای کاربرد در صنایع پیشرفته‌ای مانند دستگاه‌های XR، هوش مصنوعی (AI)، و سیستم‌های خودران دارند.

دکتر دو کیونگ هوانگ در خصوص این پیشرفت گفت: «با رفع محدودیت‌های فنی ناشی از الکترودها در دستگاه‌های نیمه‌رسانای دوبعدی، این تحقیق می‌تواند فرآیند صنعتی‌سازی فناوری‌های تصویربرداری نسل بعدی را که دارای مزایای جذب نور بالا و کوچک‌سازی هستند، به طور قابل توجهی تسریع کند.»

دکتر مین-چول پارک نیز تأکید کرد: «دستگاه‌های اپتوالکترونیکی مبتنی بر نیمه‌رسانای دوبعدی که مشکل سطح فرمی را برطرف کرده‌اند، تأثیر بسزایی در صنایعی خواهند داشت که به حسگرهای تصویری بسیار کوچک، با وضوح فوق‌العاده بالا و عملکرد پیشرفته نیاز دارند.»