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有望颠覆传统市场,光谷实验室攻克量子点短波红外成像芯片新技术


  来源: 湖北日报 时间:2024-03-14 编辑:流川
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一枚仅硬币大小的芯片如“火眼金睛”,能探测更远更精。同时让人惊喜的是,它的成本可降至传统短波红外成像技术的百分之一!湖北光谷实验室日前传来好消息,其联合华中科技大学科研团队研发的系列胶体量子点成像芯片实现短波红外成像。目前已完成中试,性能优越,成本极低,有望颠覆传统市场。


团队成员在实验室工作


湖北光谷实验室胶体量子点短波红外成像芯片项目负责人、华中科技大学武汉光电国家研究中心教授高亮介绍,团队从数人起家,耐住寂寞,终于迎来了短波红外成像技术“黄金期”,正为“中国造”芯片产业化提供强有力的科技支撑。



光谷实验室胶体量子点短波红外成像芯片项目负责人、华中科技大学武汉光电国家研究中心教授高亮


每个方向都有金字塔,最难的是坚持


人类80%以上的信息是通过眼睛获得,图像感知是信息社会的主要入口,是消费电子、自动驾驶、物联网等技术的基础支撑。看不见的光为什么能检测出心跳心率?在华科大读本科时,一次课程设计,让高亮对红外探测的“神奇”产生了浓厚的兴趣。


相较于可见光成像,短波红外成像具有可穿云透雾、可透视硅片等显著优势,可广泛应用于军事国防、安全监控、自动驾驶等领域。12年前,高亮成为华科大光学与电子信息学院院长唐江教授的博士生,更坚定了自己的研究方向。“虽然当时这并非热门方向,发论文也不太容易,但老师鼓励我,只要认准了,坚持下来,更有价值和意义。”


红外成像技术涉及材料、器件、集成电路等多方面,研发周期长,需要人员多。高亮介绍,近年来,红外成像技术,尤其是量子点红外成像呈现快速发展的态势。成像芯片是成像系统最核心部件,对成像质量以及相机成本起着决定性作用。传统铟镓砷短波红外芯片造价极其昂贵,使得短波红外相机均价高达20余万元,严重制约着市场增长特别是消费应用。


2018年,高亮团队瞄准了胶体量子点,这是一种新兴纳米材料,他们通过低温的溶液法制备工艺,探索适于自动化制备的最佳窗口,实现可与硅基芯片一体化集成的量子点短波红外成像芯片。


高亮前不久获评2023年“湖北向上向善好青年”


功夫不负有心人,无数次实验终于有了收获,他们成功研制出国内首款胶体量子点红外探测芯片,相关成果2022年发表于《Nature Electronics》。“芯片做出来的那一天,所有人都欢欣鼓舞。我们一直坚信,每个方向都有金字塔,最难的就是坚持。”


胶体量子点红外探测芯片技术正在向第三代微型、高性能和低成本的方向发展,是我国实现红外探测芯片技术弯道超车的突破口。多年来,高亮专注于胶体量子点红外探测芯片的基础应用研究,针对材料缺陷多、器件结构不兼容、集成工艺不成熟等瓶颈问题,提出芯片材料液相外延钝化新策略、设计制备新型顶入射器件、开发硅基一体化集成工艺。国内首款胶体量子点红外探测芯片与同类相比,外量子效率国际领先。


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新一代开拓者几乎全是年轻人


关键词:传感器 红外 量子 芯片    浏览量:7065

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