Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Photodetektor "sieht" Farbe wie ein Tintenfisch

27.08.2014

Aluminium ermöglicht innovative Farberkennung direkt im Chip

Forscher an der Rice University http://rice.edu haben einen Photodetektor entwickelt, der ganz ohne externe Filter unterschiedlich auf rotes, grünes und blaues Licht reagiert.


Spaltgitter: Schlüssel zum Detektor-Farbsehen

(Foto: B. Zheng/rice.edu)

Die Farbwahrnehmung funktioniert dabei ähnlich wie in der Haut eines Tintenfisches, so das Team. Möglich machen das Elektronen-Oberflächenschwingungen, sogenannte Plasmonen, in einem speziellen Aluminiumgitter. Dieses kann den Forschern zufolge im industriell gängigen CMOS-Fertigungsprozess in Silizium-Chips integriert werden.

Gängige Photodetektoren, die Licht in Strom umwandeln, können selbst keine Farben erkennen. Erst zusätzliche Filter machen RGB-Komponenten sichtbar und ermöglichen so Farbaufnahmen. "Heutige Filtermechanismen nutzen oft Materialien, die nicht CMOS-kompatibel sind", betont Naomi Halas, Leiterin des Rice Laboratory for Nanophotonics (LANP).

Die Neuentwicklung dagegen integriert die Farberkennung direkt in den Photodetektor, ist somit kompakter und einfacher. "Sie entspricht auch eher dem, wie Lebewesen Farben sehen", so Halas. Konkret ahmt die Technologie nach, wie Farberkennung in der Haut von Tintenfischen funktioniert.

Gitter nach Tintenfisch-Art

Kopffüßer wie Oktopusse und andere Tintenfische sind eigentlich farbenblind. Dass sie dennoch Meister der Tarnung sind, die ihre Farbe perfekt der Umgebung anpassen, dürfte daran liegen, dass die Tiere Farben direkt über die Haut wahrnehmen.

Halas ist Teil eines interdisziplinären und interuniversitären Teams, das ein Modell dieser Farbwahrnehmnung entwickelt hat. Eben dieses wollte der LANP-Doktorand Bob Zheng mit einem Gerät nachbilden. So ist letztlich durch glücklichen Zufall der neue "farbsehende" Photodetektor entstanden, der laut Halas breites Anwendungspotenzial haben sollte.

Zheng hat auf einem Silizum-Photodektor eine dünne Schicht Aluminium, über der sich noch eine ganz dünne Oxid-Schicht befindet. Diese Nanokonstruktion ergibt ein Plasmonen-Spaltgitter. Plasmonen sind Elektronen-Oberflächenschwingungen, die auf bestimmte Lichtwellenlängen reagieren.

In diesem Fall erlaubt das dem Sensor letztendlich, Farben zu erkennen. Zudem kommt es zu physikalischen Effekten, die letztlich einen zweiten Vorteil mit sich bringen. "Das Gitter fungiert gewissermaßen als seine eigene Linse", so Zheng. Der Detektor sammelt also auch mehr Licht.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Fraunhofer ISE unterstützt Marktentwicklung solarthermischer Kraftwerke in der MENA Region
21.02.2018 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

nachricht Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik
17.02.2018 | Max-Planck-Institut für Polymerforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste Verteidigungslinie gegen Grippe weiter entschlüsselt

21.02.2018 | Medizin Gesundheit

Der „heilige Gral“ der Peptidchemie: Neue Strategie macht Peptid-Wirkstoffe oral verfügbar

21.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Designvielfalt für OLED-Beleuchtung leicht gemacht

21.02.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics