211service.com
Kvantinių taškų kameros telefonai
Mobiliųjų telefonų kameros garsėja grūdėtomis, mažos raiškos nuotraukomis. Dalis problemos yra objektyvas, kuris paprastai yra pigiai pagamintas ir turi ribotą skiriamąją gebą bei gebėjimą rinkti šviesą. Tačiau kita problema yra šviesos jutiklis: silicio lustas, kuriame yra fotodetektoriai. Sumažėjus, kad tilptų telefone, šių lustų šviesos kiekis yra ribotas.
Kvantiniai bitai : Šiame fotoaparato jutiklio luste yra kvantinių taškų sluoksnis, kuris sugeria šviesą prieš jai pasiekiant silicį.
Dabar InVisage, Menlo Park, CA pagrįstas paleidimas, demonstruoja būdą, kaip pagerinti nuotraukų kokybę, bent jau jutiklio pusėje, nepadidinant dydžio, sudėtingumo ar išlaidų. Prie DEMO Šiandien Palm Springse, Kalifornijoje, vykusioje konferencijoje bendrovės vadovai paskelbė apie naują technologiją, pavadintą QuantumFilm, kuri leidžia mažiems kamerų jutikliams, pavyzdžiui, esantiems mobiliuosiuose telefonuose, užfiksuoti daugiau šviesos nei bet kada anksčiau. QuantumFilm yra tiesiog kvantinių taškų sluoksnis – mažyčiai kristalai, kurie efektyviai sugeria šviesą ir skleidžia fotonus arba elektronus – viršutiniame jutiklio sluoksnyje. QuantumFilm skleidžiami elektronai surenkami ir surūšiuojami lusto grandinėje.
Rezultatas – jutiklis, kuris surenka dvigubai daugiau šviesos nei standartinis lustas, dvigubai efektyviau paverčia jį į elektros energiją ir yra toks pat pigus, kaip sakoma. Tedas Sargentas , „InVisage“ vyriausiasis technologijų pareigūnas ir elektros bei kompiuterių inžinerijos profesorius ir Toronto universiteto, kur prasidėjo ankstyvieji QuantumFilm tyrimai, profesorius. Silicio vaizdo jutikliai turi tikrai rimtą problemą, nes jie tiesiog išmeta fotonus kairėje dešinėje ir centre, sako Sargent. Pasak jo, kvantiniai taškai yra esminis problemos sprendimas.
Šiuolaikiniuose skaitmeniniuose fotoaparatuose silicio jutiklis atlieka dvigubą funkciją. Jis tarnauja kaip fotodetektorius, kuris sugeria gaunamą šviesą ir paverčia ją elektriniu signalu. Tačiau jis taip pat veikia kaip pagrindas elektronikai, kuri saugo signalą iš fotodetektoriaus ir nukreipia jį nuo lusto, kur jį apdoroja atskira elektronika. Problema ta, kad silicio fotodetektorinė dalis dažnai yra žemiau tranzistorių, metalinių laidų ir spalvų filtro sluoksnių. Dėl šių kliūčių fotodetektorių pasiekia tik maždaug pusė pradinės šviesos.
Yra keletas komercinių technologijų, kurios bando išspręsti užblokuoto fotodetektoriaus problemą. Pavyzdžiui, gamintojai pridėjo mikrolęšius, kurie sutelkia šviesą į mažą erdvę. Tačiau net ir turint didesnį fotodetektoriaus plotą, silicis vis tiek nėra geriausias šviesos kolektorius: jis registruoja mažiau nei pusę į jį patekusių fotonų.
Vietoj silicio, „InVisage“ kaip šviesos kolektorius naudoja kvantinių taškų sluoksnį. Kvantiniai taškai yra palyginti nauja technologija, kuri tik neseniai atsidūrė gaminiuose. „QD Vision“, startuolis, sukurtas iš MIT laboratorijos, šiuo metu naudoja kvantinius taškus, kad pagerintų LED apšvietimo spalvą. Kvantiniai taškai taip pat gali būti naudojami skystųjų kristalų ekranų efektyvumui pagerinti.
„QuantumFilm“ atveju skystas kvantinių taškų sluoksnis, susidedantis iš švino ir sulfido, pridedamas prie vaizdo jutiklio viršaus, virš elektronikos ir silicio, bet po spalvų filtru. Šviesa praeina per spalvų filtrą ir yra sugeriama kvantinių taškų, sukurdama neigiamo krūvio elektroną, o kitą - teigiamai įkrautą skylę. Pasak Sargent, kvantinio taško sluoksnis yra maždaug dvigubai efektyvesnis nei silicis, registruodamas beveik 100 procentų fotonų. Elektrinis laukas, esantis po kvantinio taško sluoksniu, atskiria elektronus nuo skylių, nunešdamas elektronus į žemiau esančią grandinę, kur jie matuojami kaip elektrinis signalas.
Svarbiausias dalykas, į kurį reikia įtraukti naują sluoksnį ar įrenginį, yra užtikrinti, kad jį būtų galima pagaminti pigiai, sako Sethas Coe-Sullivanas, vyriausiasis technologijų pareigūnas. QD vizija . Kvantinių taškų integravimas į silicio gamybos procesus yra ta vieta, kur „InVisage“ yra neatrastoje teritorijoje, sako Coe-Sullivan.
„InVisage“ modifikuoja procesą, jau naudojamą lustams gaminti, taikant fotorezistą ant silicio plokštelės, kad į silicį būtų išgraviruotos funkcijos. Pagaminus visus tranzistorius ir nutiesus metalines jungtis, nedidelis kiekis skysčio, kuriame yra kvantinių taškų, susukamas ant plokštelės taip pat, kaip ir fotorezistas. Tirpalas išdžiūsta ir palieka maždaug mikrono storio kvantinių taškų sluoksnį.
Sudėtinga užduotis visiškai atnaujinti mobiliųjų telefonų kamerose naudojamą silicio jutiklį, nes tai jautrus įrenginys. Nors kvantiniai taškai, tinkamai paruošti, gali filtruoti šviesą, gamintojai tikriausiai išlaikys originalius spalvų filtrus ant jutiklių, bent jau pradžioje. Tačiau jei „QuantumFilm“ pakils, gamintojai galėtų visiškai atsikratyti filtrų, sako Sargent.
Peteris Catrysse'as, tyrėjas, dirbantis su nanofotoninėmis medžiagomis Stanfordo universitete, sutinka, kad pradėti nuo nedidelių jutiklio konstrukcijos pakeitimų ir nebandyti visko keisti iš karto. Jis sako, kad nors tai neduos didžiausio pažado, kokį gali pasiūlyti kvantinių taškų fotodetektoriai, dėl to jų technologija gali patekti į duris.
„InVisage“, kuri nuo tada, kai buvo įkurta 2006 m., pritraukė daugiau nei 30 mln. Bendrovė tikisi paimti kamerų jutiklius per 10 mėnesių, o pirmosios kvantinių taškų kameros galėtų pasirodyti rinkoje 2011 m. pabaigoje.