Así es la cámara de grafeno capaz de ver lo invisible

La tecnología del silicio y CMOS (semiconductor complementario de óxido metálico) ha dado lugar a enormes avances en la microelectrónica en los últimos años. Hablamos del desarrollo imparable de la informática, teléfonos inteligentes, cámaras digitales compactas y de bajo coste, y casi todos los dispositivos electrónicos actuales que utlizamos en nuestro día a día.

Sin embargo, las dificultades para combinar semiconductores diferentes al silicio con la tecnología CMOS ha supuesto un freno al desarrollo de tecnologías más complejas.

Pues, ahora este obstáculo ha logrado ser superado. Los investigadores de ICFO (Instituto de Ciencias Fotónicas) han demostrado por primera vez la integración monolítica de un circuito integrado CMOS con grafeno, resultando en un sensor de imagen de alta resolución compuesto por cientos de miles de fotodetectores basados en grafeno y puntos cuánticos (Quantum Dots).

 

La cámara digital se ha desarrollado de tal manera que es simultáneamente muy sensible a la luz ultravioleta, visible e infrarroja, un logro nunca conseguido hasta ahora con los sensores de imagen existentes. Esta demostración de integración monolítica de grafeno con tecnología CMOS permite su utilización para una amplia gama de aplicaciones optoelectrónicas, tales como comunicaciones de datos ópticos de baja potencia así como sistemas de detección compactos y ultra sensibles.

El estudio ha sido publicado en la revista científica Nature Photonics, y ha sido seleccionado como imagen de portada. El trabajo fue llevado a cabo por los investigadores del ICFO en colaboración con la empresa Graphenea y aseguran que producir este sensor de imagen no es costoso por lo que podría suponer un gran ahorro en costes de producción.

El Prof. ICREA en el ICFO Gerasimos Konstantatos, experto en grafeno y puntos cuánticos, señala “hemos diseñado los puntos cuánticos para extender al espectro infrarrojo cercano (1100-1900nm), a tal punto que pudimos detectar el resplandor nocturno de la atmósfera en un cielo oscuro y claro, lo cual permite visión nocturna pasiva. Este trabajo demuestra que esta clase de fototransistores puede ser el camino a seguir para sensores infrarrojos de bajo coste, pero de alta sensibilidad, que pueden operar a temperatura ambiente, y por tanto puede ser de enorme interés para un mercado de tecnologías en el infrarrojo que actualmente está sediento de tecnologías baratas”.

 

“El desarrollo de este sensor de imagen monolítico basado en tecnología CMOS representa un hito para los sistemas de imágenes de banda ancha y hiperespectrales de bajo coste y alta resolución” destaca el Prof. en el ICFO Frank Koppens. Asegura que “en general, la tecnología grafeno+CMOS permitirá el desarrollo de una gran cantidad de aplicaciones, desde la seguridad y vigilancia, las cámaras de bolsillo y los smartphone de bajo coste, los sistemas de control de incendios, la visión nocturna pasiva así como las cámaras de vigilancia nocturna, los sistemas de sensores para automoción, los sistemas de imagen para medicina, la inspección de alimentos y productos farmacéuticos o incluso la vigilancia ambiental, por nombrar algunos “.

¿Será capaz esta tecnología de detectar si un alimento es apto para el consumo o prevenirnos de obstáculos es condiciones de baja luminosidad? En breve lo descubriremos.

Imagen: Instituto de Ciencias Fotónicas

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