Квантовые точки и графен помогли физикам из Испании создать "всевидящую" камеру, способную получать фотографии одновременно в оптическом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.
"В целом у наших устройств огромный потенциал. Их можно использовать для самых разных целей, начиная с камер систем безопасности, смартфонов и противопожарных систем и заканчивая системами ночного видения, "зрением" для автомобилей и систем наблюдения за окружающей средой", — Франк Коппенс (Frank Koppens) из Института науки и технологий Барселоны.
Создание камеры, способной получать картинки в "невидимых" для нас частях электромагнитного спектра, не является чем-то новым для физиков – подобные цифровые устройства, установленные на борту многих спутников и телескопов, появились ещё в конце прошлого века. Благодаря им специалисты получают снимки галактик, туманностей и прочих объектов, сделанных "Чандрой", "Спитцером", "Ферми" и другими космическими обсерваториями.
Проблема, как рассказывает в пресс-релизе Коппенс, заключается в том, что все эти матрицы изготовлены не из кремния, а из других полупроводников и прочих материалов, производство которых в промышленных масштабах невозможно или крайне дорого. По этой причине современные камеры телефонов и цифровые фотоаппараты не могут получать снимки в полной темноте или делать ультрафиолетовые фотографии Солнца.
Коппенс и его коллеги решили эту проблему, соединив обычную кремниевую камеру с двумя новыми наноматериалами – графеном, "нобелевским" углеродом, и квантовыми точками из сульфида свинца, сообщает РИА Новости.
Их камера представляет собой своеобразный "бутерброд" из трёх слоев. Первым из них является обычная светочувствительная матрица с разрешением в 388 на 288 пикселей, поверх которой наклеивается пленка из чистого графена, куда, в свою очередь, наносятся квантовые точки. Графен и точки прозрачны для видимого излучения, но они реагируют на инфракрасный и ультрафиолетовый свет и преобразуют его в электрические колебания, "понятные" для матрицы.
"Для изготовления этих матриц не требуются дорогие материалы или сложные методики их выращивания. Наша технология позволяет достаточно дёшево и легко создавать их при комнатной температуре, давлении и других параметрах, что заметно снижает цены на производство. Кроме того, эти матрицы легко встраивать в другие кремниевые чипы", — добавляет соавтор исследования Стин Гуссенс (Stijn Goossens).
В качестве демонстрации работоспособности этой "всевидящей" камеры учёные получили фотографии ночного неба и показали, что её можно использовать в качестве устройства ночного видения, не нуждающегося в "подсветке" всех окружающих предметов ИК-излучателем, как современные приборы аналогичного рода. Кроме того, исследователи сделали снимки различных предметов, подсвеченных ультрафиолетовой лампой, фотографируя их во всех трёх диапазонах.
Как отмечают физики, подобные матрицы уже сейчас можно имплантировать в сотовые телефоны и другие виды цифровой техники, значительно расширив их "кругозор" и дав им возможность решать совершенно новые задачи.
Напомним также, что благодаря "графеновым шарам" дисплеи на основе электронной бумаги станут цветными.
