W wyniku zastosowania przetwornika obrazu na bazie molibdenu aparaty fotograficzne mogą być nawet 5 razy bardziej dokładne.
W 2011 roku, zespół z Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne kierowany przez Andrasa Kisa odkrył niesamowite półprzewodzące właściwości molibdenitu (MoS2), którego potencjał można wykorzystać w różnych technologiach. Ten obiecujący kandydat do zastąpienia krzemu został wykorzystany w budowie prototypu przetwornika obrazu.
Czujnik ten, opisano w artykule znajdującym się w “Nature Nanotechnology” ma pięć razy większą wrażliwość na światło w porównaniu do stosowanych obecnie.
Przetwornik obrazu to jeden z najważniejszych elementów każdego cyfrowego aparatu fotograficznego i cyfrowej kamery. Jest odpowiedzialny za przekształcenie obrazu na impulsy elektryczne tak, aby można było go zapisać w postaci elektronicznej. Podstawowym parametrem przetwornika obrazu jest liczba pikseli, im ma ich więcej, tym zapisywany obraz jest dokładniejszy. Przetworniki obrazu różnią się też wielkością. Większe stosowane są w modelach profesjonalnych, dzięki czemu rejestrują one obraz z mniejszą ilością zakłóceń i mogą pracować z większymi czułościami ISO. Obecnie stosowane są przetworniki CCD, CMOS, w kamerach stosowane są 3CCD oraz 3CMOS.
Przetwornik obrazu MT9P031
Celem naukowców z EPFL było ujawnienie potencjału molibdenitu. Dlatego zbudowany prototyp przetwornika posiada rozdzielczość tylko jednego piksela. Taki przetwornik potrzebuje pięć razy mniej światła, by wywoływać przeniesieniem ładunku niż przetworniki na bazie krzemu, stosowane obecnie. “Naszym głównym celem jest udowodnienie, że MoS2 jest idealnym kandydatem do tego typu zadań” – wyjaśnia Kis.
Taki poziom czułości stworzy nowe możliwości fotografowania przy słabym oświetleniu lub w nocy, bez uciekania się do technik redukujących szum, spowalniania prędkości migawki lub użycia lampy błyskowej. “To umożliwi robienie zdjęć przy użyciu tylko światło gwiazd” twierdzi Andras Kis.
Pojedyncza warstwa atomów molibdenitu wymaga bardzo małego ładunku elektrycznego do funkcjonowania. W związku potrzeba o wiele mniej energii świetlnej do do wytworzenia pikseli. MoS2 jest często występującym w naturze, tanim materiałem. Ponadto Kis wyjaśnia, że prototyp nie wymaga żadnych innych półprzewodników, co powinno znacznie uprościć procesy produkcyjne. Kis, który jest pionierem w badaniach nad półprzewodnictwem molibdenitu niedawno demonstrował pamięć flash na bazie MoS2. Pokazuje to niezwykły potencjał materiału w innych zastosowaniach.
Źródło:
[1] Ultrasensitive photodetectors based on monolayer MoS2. Oriol Lopez-Sanchez, Dominik Lembke, Metin Kayci, Aleksandra Radenovic & Andras Kis. Nature Nanotechnology 8, 497–501 (2013) doi:10.1038/nnano.2013.100
[2] http://www.nature.com/nnano/journal/v8/n7/full/nnano.2013.100.html | 18.06.2013
[3] DSC_0960 by John.E.Robertson, flickr.com, CC BY 2.0