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 und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife
25.04.2018 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

nachricht Netzspannung und Lastströme live und präzise im Blick
24.04.2018 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

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

Neuer Impfstoff-Kandidat gegen Malaria erfolgreich in erster klinischer Studie untersucht

25.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Erkheimer Ökohaus-Pionier eröffnet neues Musterhaus „Heimat 4.0“

25.04.2018 | Architektur Bauwesen

Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

25.04.2018 | Energie und Elektrotechnik

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