В основе этих технологий лежат датчики изображения — крошечные устройства, которые превращают свет в электрические сигналы. Они захватывают визуальную информацию об объектах и окружающей среде, позволяя точно воссоздать их форму, размер и положение в пространстве.

Результаты опубликованы в издании Nature Electronics.

Сейчас большинство коммерческих датчиков изображения сделаны на основе кремния. Но ученые активно ищут альтернативы. Одной из таких альтернатив могут стать двумерные (2D) полупроводниковые материалы. Эти материалы состоят из сверхтонких слоев толщиной всего в несколько нанометров. Они обладают уникальными оптическими свойствами и могут быть миниатюрными, что делает их идеальными для создания высокопроизводительных датчиков изображения. Однако есть одна проблема: чтобы такие датчики работали эффективно, нужны электроды с низким сопротивлением. Обычные 2D-датчики с этим не справляются, что мешает их массовому использованию.

Группа исследователей из Корейского института науки и технологий (KIST) под руководством До Кюнг Хванга и Мин-Чул Парка нашла решение. Они разработали новый материал для электродов под названием Conductive-Bridge Interlayer Contact (CBIC). Этот материал содержит наночастицы золота, которые значительно снижают сопротивление электродов. В результате датчики изображения на основе 2D-полупроводников стали работать намного эффективнее. Кроме того, ученые смогли решить проблему «залипания» уровня Ферми, которая часто возникала в обычных электродах. Это еще больше улучшило качество обработки оптических сигналов.

Но это еще не все. Команда применила свою разработку для создания технологии трехмерной (3D) визуализации, вдохновленной строением глаза стрекозы. С помощью этой технологии они смогли записывать и воспроизводить полноцветные 3D-изображения. Это открывает новые возможности для записи и восстановления форм объектов в трехмерном пространстве.

Ученые уверены, что их разработка найдет применение в самых разных областях: от устройств дополненной реальности и искусственного интеллекта до систем автономного вождения.

До Кюнг Хванг, один из авторов исследования, подчеркнул:

Мы преодолели технические ограничения, связанные с электродами в 2D-полупроводниковых устройствах. Это ускорит внедрение новых технологий создания изображений, которые отличаются высокой чувствительностью к свету и миниатюрными размерами.

Он также отметил, что новый материал для электродов легко производить, и его можно использовать в больших масштабах для различных оптоэлектронных устройств.

Мин-Чул Парк добавил:

Наши разработки на основе 2D-полупроводников, которые решают проблему залипания уровня Ферми, окажут огромное влияние на отрасли, где требуются компактные, высокопроизводительные датчики изображения со сверхвысоким разрешением.

Ранее ученые применили трехмерную визуализацию для изучения микропластиков.