@ 2014.12.24 , 11:30

科学家做出只有一个原子厚度的感光元件

我们的相机能做的更小。研究人员已经成功的使相机的最关键的感光元件CCD做成只有一个原子的厚度,在未来它有望用在超薄二维成像设备上。

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德州莱斯大学的科学家们进行了这项研究,并把它发表在了美国化学学会的《纳米快报》上。

当光照射到这种材料上时,二维的三像素原型能够俘获电子直到存储释放。这种材料的成分为铜铟硒(CIS),它表现出了非凡的感光能力。

现在许多数码相机使用的图像传感器为CCD(电耦合元件)。这个和指甲盖差不多大小的硅晶片里包含了数以百万的光敏二极管,用它来捕捉相片的像素。每个像素转化成一组数字,然后就形成了数码相机上看到的图像。

减小CCD的大小就能制造出更小的数码相机。

参与这项研究的研究生Sidong Lei说:“传统的CCD很厚并且很坚硬,和2D元素结合似乎不太可能。基于CIS的CCD更薄、更透明且更具有柔韧性,这正是2D图像设备所缺少的。”

莱斯大学的材料科学和纳米工程学院的高级研究员Robert Vajtai说,CIS的像素感光性能更好,因为它们能更久的俘获电子。他说:“有很多二维材料可以感光,但没有一种材料比这种材料有效。这种材料的效率是我们所见过最好材料的十倍。”

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用硅片衬底,制作二维传感器阵列

另外因为这种材料是透明的,基于CIS的扫描仪可以利用另一侧的光照亮捕捉的图像。

在医学应用上,Lei同学希望CIS可以和其他的2D电子设备结合制成成微小的生物图像捕捉设备监测生物体的动态。

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在新研究的实验中,Lei和同事们增加合成CIS晶体,分离出单层晶体然后测试其感光能力。每层约2个纳米厚,包含9个原子厚的格子。因为这种材料的柔韧性CIS可以直接与成像系统的透镜焦平面匹配,这可以实时消除畸变,大大简化整个光学系统。

本文译自 dailymail,由译者 island 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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