NEC公司成功地開(kāi)發(fā)了世界上第一個(gè)高靈敏度非冷卻紅外圖像傳感器,在紅外檢測(cè)領(lǐng)域使用高純度半導(dǎo)體碳納米管。這是使用NEC的專有萃取技術(shù)完成的。NEC將致力于2025年這一圖像傳感器的實(shí)際應(yīng)用。

 

紅外圖像傳感器將紅外線轉(zhuǎn)換為電信號(hào),以獲取必要的信息,甚至在黑暗中也能探測(cè)人與物體發(fā)出的紅外線。因此,紅外圖像傳感器被用于各個(gè)領(lǐng)域,以提供安全可靠的社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施,例如用于支持在黑暗中駕駛的汽車的夜視系統(tǒng)、飛機(jī)導(dǎo)航支持系統(tǒng)和安全攝像頭。

紅外圖像傳感器有兩種類型,一種是在極低溫度下工作的"冷卻型",另一種是在室溫下工作的"非冷卻型"。這種冷卻類型是高度敏感和響應(yīng),但需要一個(gè)冷卻器,它是大的,昂貴的,消耗大量的電力,并需要定期維護(hù)。另一方面,非冷卻型不需要冷卻器,使它能夠緊湊、便宜和耗電低,但與冷卻型相比,它的靈敏度和分辨率較低。

 

(左)電子顯微圖和單層CNT圖像
(右)高純半導(dǎo)體CNT薄膜的原子顯微鏡圖像

1991年,NEC首次在世界上發(fā)現(xiàn)了CNT,現(xiàn)在是納米技術(shù)相關(guān)研究和開(kāi)發(fā)的領(lǐng)導(dǎo)者。2018年,NEC開(kāi)發(fā)了一種專有技術(shù),從具有金屬和半導(dǎo)體混合類型的單壁CNT中提取高純度的半導(dǎo)體型CNT。NEC隨后發(fā)現(xiàn),利用該技術(shù)提取的半導(dǎo)體型納米管薄膜在室溫下具有很大的溫度電阻系數(shù)(TCR)。

新研制的紅外圖像傳感器是這些成就和專門(mén)技能的結(jié)果。NEC采用半導(dǎo)體型的CNT技術(shù),其專有技術(shù)具有高TCR的特點(diǎn),這是高靈敏度的一個(gè)重要指標(biāo)。因此,新傳感器的靈敏度比主流的非冷卻紅外圖像傳感器高三倍以上。

通過(guò)將非冷卻紅外圖像傳感器所采用的熱分離結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)所采用的微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)設(shè)備技術(shù)以及多年來(lái)為印刷晶體管而培育的CNT印刷和制造技術(shù)等結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)了新的器件結(jié)構(gòu)。結(jié)果,NEC成功地運(yùn)行了一個(gè)640x480像素的高清晰度非冷卻紅外圖像傳感器,通過(guò)排列結(jié)構(gòu)的組件。

 

裝置結(jié)構(gòu)(左)
(右)CNT紅外陣列裝置的照片

這項(xiàng)工作的一部分是與日本國(guó)家先進(jìn)工業(yè)科學(xué)和技術(shù)研究所合作完成的。此外,這項(xiàng)成就的一部分得到了日本采購(gòu)、技術(shù)和物流署(ATLA)開(kāi)展的安全技術(shù)研究促進(jìn)項(xiàng)目JpJ004596的支持。

展望未來(lái),NEC將繼續(xù)研究和發(fā)展,進(jìn)一步發(fā)展紅外圖像傳感器技術(shù),實(shí)現(xiàn)能夠?yàn)樯鐣?huì)各個(gè)領(lǐng)域和領(lǐng)域作出貢獻(xiàn)的產(chǎn)品和服務(wù)。

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本文由日本NEC鋰電池中國(guó)營(yíng)銷中心于2023-09-20 13:58:52 整理發(fā)布。
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