Недавно исследовательская группа Федерального технологического института Цюриха в сотрудничестве с Empa под руководством Максима Коваленко предложила новое решение датчика изображения на основе перовскита, инновация, которая обещает революционизировать технологию распознавания цвета и визуализации.

В традиционных кремниевых датчиках изображения каждый пиксель получает только около трети доступного света, потому что для различения цветов требуется фильтр. Однако исследователи из команды Коваленко обнаружили, что перовскиты галогенида свинца, кристаллический материал, физические свойства которого изменяются в зависимости от химического состава, позволяют распознавать свет разных цветов без фильтров. Регулируя содержание йода, брома и хлора в перовските, они смогли создать слои пикселей, которые поглощают красный, зеленый и синий свет соответственно, и эти слои пикселей могут быть сложены друг на друга в датчике изображения, что повышает эффективность захвата света и пространственное разрешение.

"Мы дальше развиваем эту технологию, переходя от этапа грубой проверки принципа к стадии практического применения",-сказал Коваленко. Его команде удалось построить два полностью функциональных тонкопленочных перовскитных датчика изображения и доказать, что эти датчики превосходят традиционные кремниевые технологии с точки зрения чувствительности к свету, точности восстановления цвета и разрешения. Кроме того, перовскитные датчики изображения устраняют некоторые артефакты в цифровой фотографии, такие как демозаика и эффекты муаре.

Помимо цифровых камер потребительского класса, перовскитные датчики изображения демонстрируют большой потенциал в области машинного зрения. Особенно в гиперспектральной визуализации, исследователи могут точно контролировать диапазон длин волн, поглощаемых каждым слоем, что позволяет определить более четко разделенные цветовые каналы. Это имеет большое значение для таких приложений, как медицинский анализ, автоматический мониторинг сельского хозяйства и окружающей среды.

Несмотря на то, что перовскитные датчики изображения все еще находятся на ранней стадии разработки, исследователи доказали возможность их миниатюризации. Они хотят еще больше уменьшить размер датчика и увеличить количество пикселей, чтобы продвинуть технологию к практическому применению.

«Пиксели, сделанные из перовскитов, должны быть меньше, чем те, которые сделаны из кремния», — отмечает член исследовательской группы Сергий Якунин. Однако это также требует соответствующей адаптации и оптимизации электронных технологий подключения и обработки.