{"id":27582,"date":"2017-06-06T00:47:02","date_gmt":"2017-06-06T00:47:02","guid":{"rendered":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/?p=27582"},"modified":"2017-06-06T16:37:42","modified_gmt":"2017-06-06T16:37:42","slug":"camera-de-grafeno-com-pontos-quanticos-enxerga-tudo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/site\/2017\/06\/06\/camera-de-grafeno-com-pontos-quanticos-enxerga-tudo\/","title":{"rendered":"C\u00e2mera de grafeno com pontos qu\u00e2nticos enxerga tudo"},"content":{"rendered":"

Grafeno com CMOS<\/strong><\/p>\n

Engenheiros espanh\u00f3is criaram uma c\u00e2mera feita pela combina\u00e7\u00e3o de grafeno com a tecnologia padr\u00e3o dos semicondutores.<\/p>\n

O chip mostrou-se sens\u00edvel a um espectro de luz mais amplo do que qualquer c\u00e2mera dispon\u00edvel comercialmente, e a equipe afirma que o novo processo tamb\u00e9m pode ser usado para criar interconex\u00f5es \u00f3pticas de alta velocidade para redes de comunica\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

O grafeno tem sido usado para demonstrar uma s\u00e9rie de novas tecnologias, incluindo telas, alto-falantes, telas sens\u00edveis ao toque e outros dispositivos eletr\u00f4nicos. Mas a maioria dessas aplica\u00e7\u00f5es est\u00e1 em est\u00e1gios iniciais de desenvolvimento e pesquisadores e empresas ainda est\u00e3o trabalhando na integra\u00e7\u00e3o do grafeno nos processos de fabrica\u00e7\u00e3o em escala industrial.<\/p>\n

Por isso surpreende que Stijn Goossens e seus colegas do Instituto de Ci\u00eancias Fot\u00f4nicas de Barcelona j\u00e1 tenham pronto um chip combinando a tecnologia CMOS padr\u00e3o da ind\u00fastria com o grafeno, uma vez que a rede at\u00f4mica do grafeno n\u00e3o combina com a rede at\u00f4mica do sil\u00edcio e dos metais e isolantes mesclados nos atuais semicondutores.<\/p>\n

\nEste sensor de c\u00e2mera \u00e9 feito com a tecnologia CMOS padr\u00e3o da ind\u00fastria, mas incorpora grafeno e pontos qu\u00e2nticos. [Imagem: Stijn Goossens et al. – 10.1038\/nphoton.2017.75]<\/em><\/p>\n

Melhores c\u00e2meras<\/strong><\/p>\n

A incapacidade de integrar outros semicondutores nos chips coloca restri\u00e7\u00f5es sobre o desempenho das c\u00e2meras baseadas em CMOS porque o sil\u00edcio s\u00f3 consegue detectar a luz vis\u00edvel.<\/p>\n

\u00c9 por isso que as c\u00e2meras digitais atuais continuam restritas \u00e0 luz vis\u00edvel.<\/p>\n

“Se voc\u00ea quiser detectar a luz infravermelha, voc\u00ea precisar\u00e1 comprar uma c\u00e2mera de arseneto de g\u00e1lio e \u00edndio, por exemplo. Isso lhe custar\u00e1 cerca de US$ 40.000 ou US$ 50.000 porque o arseneto de g\u00e1lio e \u00edndio n\u00e3o est\u00e1 integrado de forma monol\u00edtica com o CMOS, ent\u00e3o eles precisam de um processo muito complicado para integrar o circuito de leitura com os fotodetectores,” explicou o professor Frank Koppens.<\/p>\n

Em trabalhos anteriores, a equipe de Koppens j\u00e1 havia conseguido usar o grafeno para fazer uma esp\u00e9cie de milagre da multiplica\u00e7\u00e3o dos f\u00f3tons. No ano passado, eles conseguiram conectar eletrodos para ler os sinais do grafeno em 3D, abrindo caminho para seu uso pr\u00e1tico. Mas ainda se tratava de p\u00edxeis individuais, enquanto uma c\u00e2mera precisa de milh\u00f5es deles.<\/p>\n

Grafeno com pontos qu\u00e2nticos<\/strong><\/p>\n

Agora, a equipe espanhola conseguiu transferir o grafeno cultivado em uma folha de cobre para a superf\u00edcie de um chip CMOS de sil\u00edcio. A seguir o chip recebeu o circuito necess\u00e1rio para ler cada p\u00edxel da c\u00e2mera individualmente. Finalmente, o grafeno recebeu uma camada de pontos qu\u00e2nticos em sua parte superior, adicionando um novo n\u00edvel de detec\u00e7\u00e3o, para capturar um espectro maior de cores.<\/p>\n

A c\u00e2mera resultante consegue detectar comprimentos de onda de 300 nan\u00f4metros (quase ultravioleta) at\u00e9 2.000 nm (infravermelho de ondas curtas). Mesmo que o grafeno n\u00e3o seja usado para absorver a luz, sua mobilidade eletr\u00f4nica extraordinariamente alta produz um sinal mais forte, o que permite detectar a luz infravermelha acima do ru\u00eddo, o que outros dispositivos n\u00e3o conseguem.<\/p>\n

Os pesquisadores acreditam que seu chip poder\u00e1 ser usado em c\u00e2meras para celulares, sistemas de CFTV, ve\u00edculos e sistemas de inspe\u00e7\u00e3o industrial. Como grande trunfo, al\u00e9m do aprimoramento t\u00e9cnico, a produ\u00e7\u00e3o do CMOS integrado com grafeno pode resultar em sensores a um custo virtualmente similar ao dos sensores atuais.<\/p>\n

\nBibliografia:<\/p>\n

Broadband image sensor array based on graphene-CMOS integration
\nStijn Goossens, Gabriele Navickaite, Carles Monasterio, Shuchi Gupta, Juan Jos\u00e9 Piqueras, Ra\u00fal P\u00e9rez, Gregory Burwell, Ivan Nikitskiy, Tania Lasanta, Teresa Gal\u00e1n, Eric Puma, Alba Centeno, Amaia Pesquera, Amaia Zurutuza, Gerasimos Konstantatos, Frank Koppens
\nNature Photonics
\nVol.: 11, 366-371
\nDOI: 10.1038\/nphoton.2017.75
\n<\/em><\/p>\n

Autor: Inova\u00e7\u00e3o Tecnol\u00f3gica<\/b><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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