基于石墨烯CMOS的圖像傳感器

CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）在近40年一直是集成電路的核心，其使得結(jié)構(gòu)緊湊、成本低的微電子電路和成像系統(tǒng)成為可能。文中首次展示了CMOS集成電路與石墨烯集成的高遷移率光電晶體管。石墨烯-CMOS集成對于低功率，覆蓋可見光、紅外甚至太赫茲頻率的CMOS成像系統(tǒng)至關(guān)重要。

文中首先介紹了石墨烯與CMOS集成電路集成的光電晶體管。該光電晶體管可用于圖像傳感器，其有388×288個(gè)石墨烯光電檢測點(diǎn)，每個(gè)光電檢測點(diǎn)可輸出積分電位，將大約110000個(gè)光電檢測點(diǎn)連接到CMOS集成電路上進(jìn)行集成。接著文中對基于石墨烯CMOS的高分辨率圖像傳感器進(jìn)行測試，結(jié)果表明其對紫外線、可見光和紅外光（300～2000nm）非常敏感，可擴(kuò)大成像范圍。

未來，隨技術(shù)的進(jìn)步，基于石墨烯CMOS的圖像傳感器可接收光的波長范圍將會(huì)更廣、分辨率將更高、尺寸將更小（甚至可以安裝到智能手機(jī)上）。且基于石墨烯CMOS的圖像傳感器技術(shù)的研究與當(dāng)前的混合成像技術(shù)研究現(xiàn)狀正好相反，基于石墨烯CMOS的圖像傳感器技術(shù)在縮小像素尺寸和增加傳感器分辨率兩方面間沒有矛盾。

隨著石墨烯CMOS復(fù)雜集成電路開發(fā)技術(shù)的進(jìn)步，基于石墨烯CMOS的圖像傳感器分辨率將會(huì)不斷提高、像素尺寸會(huì)不斷縮小。

刊名：Nature Photonics（英）

刊期：2017年第6期

作者：Stijn Goossens

編譯：徐嘉浩