211service.com
Kvantu punktu kameru tālruņi
Mobilo tālruņu kameras ir slavenas ar graudainiem, zemas izšķirtspējas attēliem. Daļa no problēmas ir objektīvs, kas parasti ir lēts, un tam ir ierobežota izšķirtspēja un spēja savākt gaismu. Bet vēl viena problēma ir gaismas sensors: silīcija mikroshēma, kas satur fotodetektorus. Samazinātas, lai ietilptu tālrunī, šīm mikroshēmām ir ierobežots gaismas daudzums, ko tās var uztvert.
Kvantu biti : Šajā kameras sensora mikroshēmā ir kvantu punktu slānis, kas absorbē gaismu, pirms tā sasniedz silīciju.
Tagad InVisage, Menlo Park, CA bāzēta starta programma, demonstrē veidu, kā uzlabot attēlu kvalitāti vismaz sensora pusē, nepalielinot izmēru, ievērojamu sarežģītību vai izmaksas. Pie DEMO Konferencē Palmspringsā, Kalifornijā, uzņēmuma vadītāji šodien paziņoja par jaunu tehnoloģiju QuantumFilm, kas ļauj maziem kameru sensoriem, piemēram, mobilajos tālruņos, uztvert vairāk gaismas nekā jebkad agrāk. QuantumFilm ir vienkārši kvantu punktu slānis — sīki kristāli, kas efektīvi absorbē gaismu un izstaro fotonus vai elektronus — sensora augšējā slānī. QuantumFilm emitētie elektroni tiek savākti un sakārtoti mikroshēmas shēmā.
Rezultāts ir sensors, kas savāc divreiz vairāk gaismas nekā standarta mikroshēma, divreiz efektīvāk pārvērš to elektrībā un ir tikpat lēts izgatavošanā, saka. Teds Sargents , InVisage galvenais tehnoloģiju speciālists un elektrotehnikas un datortehnikas profesors un Toronto Universitāte, kur sākās QuantumFilm agrīnie pētījumi. Silīcija attēla sensoriem ir patiešām nopietna problēma, jo tie vienkārši izmet fotonus pa kreisi un centrā, saka Sargent. Viņš saka, ka kvantu punkti nodrošina fundamentālu problēmas risinājumu.
Mūsdienu digitālajās kamerās silīcija sensors veic dubultu pienākumu. Tas kalpo kā fotodetektors, kas absorbē ienākošo gaismu un pārvērš to elektriskajā signālā. Bet tas darbojas arī kā pamats elektronikai, kas saglabā signālu no fotodetektora un novirza to prom no mikroshēmas, kur to apstrādā atsevišķa elektronika. Problēma ir tāda, ka silīcija fotodetektora daļa bieži atrodas zem tranzistoru slāņiem, metāla vadiem un krāsu filtra. Šo šķēršļu dēļ tikai aptuveni puse no sākotnējās gaismas sasniedz fotodetektoru.
Ir dažas komerciālas tehnoloģijas, kas mēģina risināt aizsprostotā fotodetektora problēmu. Piemēram, ražotāji ir pievienojuši mikroobjektīvus, kas fokusē gaismu nelielā telpā. Bet pat ar lielāku fotodetektora laukumu silīcijs joprojām nav labākais gaismas savācējs: tas reģistrē mazāk nekā pusi no fotoniem, kas tam trāpa.
Silīcija vietā InVisage kā gaismas savācēju izmanto kvantu punktu slāni. Kvantu punkti ir salīdzinoši jauna tehnoloģija, kas tikai nesen ir nonākusi produktos. QD Vision, starta uzņēmums, kas izveidots no MIT laboratorijas, pašlaik izmanto kvantu punktus, lai uzlabotu LED apgaismojuma krāsu. Kvantu punktus var izmantot arī šķidro kristālu displeju efektivitātes uzlabošanai.
QuantumFilm gadījumā šķidruma kvantu punktu slānis, kas sastāv no svina un sulfīda, tiek pievienots attēla sensora augšpusē, virs elektronikas un silīcija, bet zem krāsu filtra. Gaisma iziet cauri krāsu filtram, un to absorbē kvantu punkti, radot negatīvi lādētu elektronu, bet otrs - pozitīvi uzlādētu caurumu. Saskaņā ar Sargent teikto, kvantu punktu slānis ir aptuveni divas reizes efektīvāks par silīciju, reģistrējot gandrīz 100 procentus fotonu. Elektriskais lauks zem kvantu punktu slāņa atdala elektronus no caurumiem, aiznesot elektronus tālāk uz zemāk esošo shēmu, kur tos mēra kā elektrisko signālu.
Galvenais apsvērums, lai produktam pievienotu jaunu slāni vai ierīci, ir pārliecināties, ka to var ražot lēti, saka Sets Ko-Salivans, uzņēmuma galvenais tehnoloģiju speciālists. QD Vision . Kvantu punktu integrēšana silīcija ražošanas procesos ir vieta, kur InVisage atrodas neatklātā teritorijā, saka Ko-Salivans.
InVisage modificē procesu, kas jau izmantots mikroshēmu izgatavošanai, silīcija plāksnei uzklājot fotorezistu, lai iegravētu silīcijā funkcijas. Pēc tam, kad visi tranzistori ir izgatavoti un metāla starpsavienojumi ir izveidoti, neliels daudzums šķidruma, kas satur kvantu punktus, tiek uzgriezts uz vafeles tāpat kā fotorezists. Šķīdums izžūst un atstāj apmēram mikronu biezu kvantu punktu slāni.
Pilnībā pārveidot mobilo tālruņu kamerās izmantoto silīcija sensoru ir sarežģīts uzdevums, jo tā ir izmaksu ziņā jutīga ierīce. Lai gan kvantu punktiem, ja tie ir atbilstoši sagatavoti, ir iespēja filtrēt gaismu, ražotāji, visticamāk, vismaz sākumā saglabās sensoros oriģinālos krāsu filtrus. Tomēr, ja QuantumFilm pacelsies, ražotāji varētu pilnībā atbrīvoties no filtriem, saka Sargent.
Pīters Ketriss, pētnieks, kurš nodarbojas ar nanofotoniskajiem materiāliem Stenfordas Universitātē, piekrīt, ka ir labi sākt ar nelielām izmaiņām sensora dizainā un nemēģināt mainīt visu uzreiz. Viņš saka, ka, lai gan tas var nepildīt lielāko solījumu, ko var piedāvāt kvantu punktu fotodetektori, tas var likt lietā viņu tehnoloģiju.
Uzņēmums InVisage, kas kopš dibināšanas 2006. gadā ir piesaistījis vairāk nekā 30 miljonus ASV dolāru finansējumu, ir sadarbojies ar Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, lai integrētu kvantu punktus silīcija mikroshēmu ražošanas procesā. Uzņēmums plāno 10 mēnešu laikā paņemt paraugus no saviem kameru sensoriem, un pirmās kvantu punktu kameras varētu nonākt tirgū līdz 2011. gada beigām.