复旦博士开发类视网膜传感器,感光性能提升1万亿倍!被华为收编( 二 )


会说脱口秀的科研人员果然强 。
人眼的光接收细胞感知范围比较有限 , 只有40dB 。
但是人眼的视觉适应功能让我们可以感知和识别不同光照条件下的各种物体 , 哪怕是快速在明暗差别很大环境中转换 。
人眼应对光线明暗变化的机制 , 关键是水平细胞和光接收细胞的结构 。
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其中 , 视锥细胞在强光条件下敏感度更高 , 视杆细胞在暗光条件下敏感度更高 。
所以光照条件发生变化时 , 视网膜的水平细胞会控制感光点在视锥和视杆细胞之间的转换、以及光色素的产生和消失来适应 。
基于此 , 团队研发出一种基于二硫化钼底栅光电晶体管阵列的仿生视觉适应传感器 。
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在二硫化钼表面 , 科研人员有意引入 , 使得光信息的存储成为可能 。
(电荷陷阱态:电子被不饱和键所捕获 。 )
而通过调节栅极电压 , 这陷阱态可以捕获或释放通道的电子 。
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(通道:施加电压后 , 电子会被排斥或吸引从而形成翻转层 , 导通半导体源级和汲极 , 形成通道 。 )
在不同的栅极电压下 ,。
所以光线强弱变化时 , 只需要调节栅极电压就能实现感光元件的范围调整 。
另外 , 二硫化钼材料本身具有独特性质 , 根据栅极电压不同 , 会随时间对电流产生激励或抑制作用 。 这一点正好模拟了视网膜光色素的产生和消失 。
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所谓高感光范围的“人造视网膜” , 核心是利用电荷陷阱态对电子的捉放效应以及二硫化钼本身的“时间——抑制激励”作用 , 从而达到人为控制感光半导体电导率的目的 。
在把这项技术应用到自动驾驶的视觉传感器中 , 无需经过后端图像处理器或云端信息处理 , 就能大大提升了系统的信息处理效率和识别准确度 。
另外人脸识别也是一个重要应用场景 , 无论是白天的强光还是夜间的黑暗 , 视觉传感器能根据背景光强度 , 去调节光灵敏度从而准确识别人脸 。
在太空探测领域 , 把具有视觉适应功能的视觉传感器应用在探测设备上 , 除了正常光照条件下的感知外 , 还可以在极端光照条件下(极弱或者极强光)探测外界环境和识别目标 。
一作 , 博士毕业于复旦大学 , 目前在香港理工大学做博士后 。 主要研究方向为半导体器件与工艺 。 他已经确定将入职华为 , 继续半导体方面研究 。
廖付友除了是一名科研工作者 , 还是一名业余脱口秀演员 , 在深圳某俱乐部驻场演出 。
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本文通讯作者 , 博士毕业于香港科技大学 。 主要从事低维材料的电子器件及其在能源领域应用的研究工作 , 其主要研究方向包括低维材料的可控生长与电子器件 , 能量转换与存储 , 以及柔性电子器件 。
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