編譯/VR陀螺

來自巴塞羅那科學(xué)技術(shù)學(xué)院 (ICFO) 和巴塞羅那初創(chuàng)公司 Qurv Technologies 的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一款近乎透明的石墨烯增強(qiáng)圖像傳感器，可以隱藏在視線中。

這些基于石墨烯和量子點(diǎn)的傳感器可以直接集成到眼鏡或弧形擋風(fēng)玻璃上，放置在用戶眼前。這項(xiàng)研究的領(lǐng)導(dǎo)者們于 2020 年創(chuàng)立了 Qurv，F(xiàn)rank Koppens 表示：這可以使眼動(dòng)追蹤硬件變得不那么笨重，提高凝視檢測(cè)的準(zhǔn)確性，并降低計(jì)算復(fù)雜性。

他說道：“在鏡子或商店櫥窗中，可以將智能傳感器和攝像頭集成到玻璃中來感知人類手勢(shì)，而使用傳統(tǒng)材料根本不可能將光電探測(cè)器集成到玻璃中”。

半透明傳感器可以集成到眼鏡中，而其讀出電子設(shè)備則放置在鏡框的側(cè)面，透視圖像傳感器還可以實(shí)現(xiàn)許多其他用途。

圖源：graphene

眼動(dòng)追蹤通常涉及從用戶眼睛反射紅外光，并使用圖像處理算法分析反射信號(hào)，以測(cè)量眼睛位置、運(yùn)動(dòng)和瞳孔擴(kuò)張等數(shù)據(jù)。發(fā)光二極管和一個(gè)或多個(gè)紅外攝像頭安裝在遠(yuǎn)離視線的地方，例如沿著 VR/AR 眼鏡的透鏡邊框。

為了制造半透明圖像傳感器，Koppens、Qurv 首席技術(shù)官 Stijn Goossens 及其同事結(jié)合了兩種納米材料的特性。石墨烯是一種優(yōu)異的導(dǎo)體，并且非常擅長(zhǎng)將光子轉(zhuǎn)化為電子和帶正電的空穴，但它吸收的光很少。另一方面，量子點(diǎn)是半導(dǎo)體納米晶體，是優(yōu)異的光吸收劑。

因此，研究小組將石墨烯沉積在透明的石英基板上，然后在其上涂上一層僅幾十納米厚的超薄量子點(diǎn)層。量子點(diǎn)吸收光子并將其傳遞到石墨烯，石墨烯將其轉(zhuǎn)化為電壓。

據(jù)說石墨烯量子點(diǎn)光電探測(cè)器的透明度約為 90%。Koppens 表示：它們吸收的光比傳統(tǒng)的硅光電探測(cè)器少，因此它們的整體性能“永遠(yuǎn)無法達(dá)到同一水平”。但他補(bǔ)充道，它們將吸收的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的效率約為 60%，“相當(dāng)高，與傳統(tǒng)的硅光電探測(cè)器相當(dāng)，足以用于眼動(dòng)追蹤。”

Koppens 和同事在十年前首次報(bào)道了這種基本的光電探測(cè)器，自那時(shí)以來，效率和可擴(kuò)展性都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，他說。他們現(xiàn)在使用常見的氣相沉積技術(shù)在 300 納米晶圓上生長(zhǎng)石墨烯來制造光電探測(cè)器。

作為演示，研究人員制作了 8x8 石墨烯量子點(diǎn)光電探測(cè)器像素陣列，每個(gè)像素尺寸為 60x140 微米。像素通過氧化銦錫（一種常用的透明電極材料）制成的電線連接到信號(hào)處理電子器件。研究人員將像素化的黑白圖像投影到陣列上，并通過讀取每個(gè)光電探測(cè)器的信號(hào)來重建它們。大多數(shù)圖案都可以通過陣列重建，但它們并不完美。

Koppens 表示提高績(jī)效還需要做更多的工作，Qurv 的研究人員現(xiàn)在計(jì)劃進(jìn)一步提高圖像傳感器的分辨率和速度，并開發(fā)方法以可靠地大規(guī)模生產(chǎn)它們。

來源：graphene