Исследователи в США и Корее разрабатывают трехслойные датчики на основе квантовых точек (QD). Результатом их работы могут стать недорогие гибкие датчики с широким динамическим диапазоном, позволяющие получить полноцветные изображения без этапа демозаики, неизбежного при использовании датчика с массивом субпикселей основных цветов, лежащих в одной плоскости.
Квантовые точки представляют собой наноразмерные полупроводниковые кристаллы, размер и состав которых можно использовать для «настройки» частоты света, который они поглощают или излучают. Исследователи из Северо-Западного университета штата Иллинойс и трех южнокорейских университетов сосредоточили усилия на создании трехслойного датчика, который поглощает разные частоты света на разной глубине. Говоря точнее, «красные» квантовые точки в разрабатываемом датчике, на самом деле чувствительны к красному, зеленому и синему свету. «Зеленые» точки, в свою очередь, чувствительны к зеленому и синему, и только синие точки обладают полной избирательностью.
Концептуально это может напоминать многослойный датчик CMOS Foveon, но перевернутый с ног на голову. Чувствительные элементы в верхнем слое Foveon реагируют на компоненты R, G и B, тогда как в датчике на квантовых точках верхний слой улавливает только на B. Средний слой датчика Foveon регистрирует R и G, а средний слой QD-датчика — G и B. Наконец, нижний слой Foveon улавливает R, а нижний слой датчика на квантовых точках — все три составляющие.
Каждый пиксель датчика позволяет определить или цвет падающего на него света или яркость, но исследователи смогли обойти это ограничение, усложнив схему.
Хотя разработка находится на ранней стадии, область изучения уже включает вопросы производства. Так, известно, что для фиксации квантовых точек в нужном месте и для передачи заряда можно использовать существующие технологии, наращивая датчик послойно и закрепляя слои с помощью ультрафиолетового света.
Датчик на гибкой подложке, созданный исследователями, характеризуется плотностью 5500 сенсорных элементов на квадратный сантиметр. Это примерно в 3,5 раза выше показателя, достигнутого в предыдущих подобных проектах, но пока далеко от практических применений, поскольку соответствует полнокадровому датчику разрешением менее 50 000 пикселей.