沙特研究团队开发出新型电容式柔性光感器

发布:cyqdesign 2022-02-25 08:40 阅读:2626
沙特阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的一支研究团队,刚刚在《光:科学与应用》期刊上发表了一篇文章,介绍了如何用钙钛矿材料来打造一种人造视网膜。其特点是能够以与人眼类似的方式来检测光,且测试设备甚至能够用于识别手写数字。 k A`Z#yu  
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哺乳动物视网膜的视杆细胞
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据悉,人类和其它哺乳动物的眼睛,都依赖于视网膜中的感光细胞来工作(视杆细胞和视锥细胞)。它们会吸收传入的光子,并向大脑发送电信号。 _zAHN0d  
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柔性电容式感光器(CPRs)示意图
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在这项新研究中,KAUST 研究人员就致力于在人造设备中模拟该过程,但需要用到一种光吸收效率极高关键材料,比如被新一代光伏面板寄予厚望的钙钛矿。 2K^D%U  
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CPRs 的响应,呈现出了与频率之间的非相关性。
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钙钛矿纳米晶体被嵌入到了聚合物上,然后该层又被夹在两个电极之间 —— 底部是铝、顶部是氧化铟锡。上部电极被蚀刻,以允许光线通过钙钛矿层,从而形成所需的感光器阵列。 UKYQ @m  
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CPR 在不同强度 LED 照射下的瞬态响应(10kHz 测量),呈现可调谐与可重复性。
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在聚酰亚胺基板上制成传感器后,可让设备弯曲称所需的任何形状(此处选择了类似人类视网膜的形状)。而后为了处理光输入,感光器阵列又被连接到了一个 CMOS 传感器和具有百个输出神经元的神经网络。 *&WkorByW  
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CPR 波长相关特性与可靠性
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在 4 x 4 阵列的测试中,研究人员用各种颜色的 LED 灯来照射它。结果发现其具有与人眼非常相似的光学响应,对绿光尤为敏感。在另一项测试中,该系统甚至达成了 72% 的手写数字识别率。 1J`<'{*  
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CPR 的工作机制与记忆效应研究
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稳定性方面,这套人造视网膜传感器系统也相当出色。即使经过了 129 周,其对光的响应也没有任何变化。遗憾的是,尽管受生物学灵感启发,这种人造视网膜还是不太适合用于人体移植。 2nNBX2 o&_  
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神经元接口与输出响应
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尽管有其生物学灵感,但这种人造视网膜不太可能像其他一些人一样用于人体移植。好消息是,随着开发的不断深入,相关技术至少可用于改善相机、或更加先进的机器人视觉系统。 gMN>`Z`fV  
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通讯作者 Khaled Nabil Salama 表示,其在该研究领域的最终目标,是开发出高效的神经形态视觉传感器、以及为计算机视觉应用打造更高效的摄像头系统。 #'poDX?  
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现有系统使用的光电探测器,需要借助外部电源才能运行。因而即使在待机状态下,也会消耗大量的能源。另一方面,新型电容式柔性光感器不会在运行过程中有静态功率消耗。 8Zj=:;  
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相关链接:https://www.nature.com/articles/s41377-021-00686-4
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最新评论

halfy 2022-02-28 10:08
工作波段呢
wmh1985 2022-02-28 14:38
人类和其它哺乳动物的眼睛,都依赖于视网膜中的感光细胞来工作(视杆细胞和视锥细胞)。它们会吸收传入的光子,并向大脑发送电信号。
chxi 2022-02-28 16:24
随着开发的不断深入,相关技术至少可用于改善相机、或更加先进的机器人视觉系统
石榴123 2022-02-28 17:42
新型电容式柔性光感器
wangjin001x 2022-02-28 19:06
沙特研究团队开发出新型电容式柔性光感器
jeremiahchou 2022-02-28 20:09
在该研究领域的最终目标,是开发出高效的神经形态视觉传感器、以及为计算机视觉应用打造更高效的摄像头系统。 Q"s]<MtdS  
7S{yKS  
现有系统使用的光电探测器,需要借助外部电源才能运行。因而即使在待机状态下,也会消耗大量的能源。另一方面,新型电容式柔性光感器不会在运行过程中有静态功率消耗。
加油艾特我 2022-02-28 22:07
新型柔性光感器有望提高机器视觉,也很不错了
谭健 2022-02-28 22:23
好厉害
cgw808670 2022-02-28 22:26
加油,版主。
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