中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
瑞士創(chuàng )新中心CSEM與荷蘭深科技初創(chuàng )公司QDI Systems合作開(kāi)發(fā)了據稱(chēng)是全球首款在CMOS平臺上利用量子點(diǎn)（QD）直接將X射線(xiàn)轉換為電子信號的圖像傳感器。
劃片前的量子點(diǎn)CMOS圖像傳感器晶圓，展示了讀出集成電路（ROIC）和測試結構
這種革命性的方法將實(shí)現緊湊、低成本且可擴展的寬光譜成像，覆蓋了從X射線(xiàn)到可見(jiàn)光再到短波紅外（SWIR）波段，其應用范圍將從更安全的醫療診斷拓展到先進(jìn)的工業(yè)檢測和智能回收領(lǐng)域。
量子點(diǎn)是一種可吸收不同波長(cháng)的納米級半導體晶體，將它直接沉積在標準CMOS芯片上，實(shí)現了與當前智能手機相同的具有成本效益的圖像傳感器平臺。
傳統的CMOS圖像傳感器（左） vs. 量子點(diǎn)圖像傳感器（右）
這種直接光電轉換設計，而無(wú)需使用笨重的閃爍體、復雜的混合鍵合或昂貴的InGaAs等材料，開(kāi)創(chuàng )了一種輕便、經(jīng)濟的新型寬光譜量子點(diǎn)CMOS圖像傳感器。
主要技術(shù)優(yōu)勢包括：
- 高空間分辨率的直接X(jué)射線(xiàn)探測
- 靈敏度范圍覆蓋400-1300 nm，包括可見(jiàn)光、近紅外和短波紅外波段
- 接近100%的填充系數，保持了像素密度和能效
讓醫療更安全，讓工業(yè)更智能
通過(guò)將量子點(diǎn)光電轉換與大規模生產(chǎn)的CMOS技術(shù)相結合，該圖像傳感器在性能與經(jīng)濟性之間架起了一座橋梁，適用于那些成本高昂的先進(jìn)成像領(lǐng)域。例如：
- 醫療保?。簻p少輻射劑量的便攜式X射線(xiàn)設備和乳腺X射線(xiàn)成像系統
- 工業(yè)檢測：飛機部件和機械的無(wú)損檢測
- 農業(yè)與回收利用：用于作物健康監測和材料分類(lèi)（例如塑料、織物、有機物）的短波紅外成像
CSEM邊緣人工智能和視覺(jué)系統組負責人Nadim Maamari表示：“這項創(chuàng )新是多光譜成像技術(shù)的重大變革。這是一個(gè)打破了成本和尺寸壁壘的量子點(diǎn)圖像傳感器平臺，將尖端成像技術(shù)帶入了過(guò)去無(wú)法負擔的市場(chǎng)?！?/p>
據悉，QDI Systems于2019年成立，是由物理學(xué)家Artem Shulga博士從格羅寧根大學(xué)（University of Groningen）澤尼克先進(jìn)材料研究所孵化而來(lái)。QDI Systems是全球首家將量子點(diǎn)技術(shù)應用于X射線(xiàn)和乳房X光檢查等醫學(xué)成像應用的公司，公司在2024年完成了500萬(wàn)歐元的A輪融資。
