Encuentran cómo usar puntos cuánticos para crear sensores de cámara de altísima resolución

La tecnología que ya revolucionó los televisores pronto podría hacer lo mismo con la fotografía digital.

Investigadores de la Universidad Chung-Ang en Corea del Sur creen que los puntos cuánticos también podrían ser muy beneficiosos para la fotografía digital.

Los puntos cuánticos son nanocristales semiconductores muy pequeños que brillan con un color específico cuando se activan con la luz, y la tecnología da como resultado imágenes que son más brillantes, más vívidas, más precisas y naturales en términos de los colores que ellos representan.

Las innovaciones recientes han visto puntos cuánticos combinados con la tecnología de pantalla OLED para crear televisores capaces de generar un brillo impresionante con colores vivos y negros profundos, al mismo tiempo que son más eficientes energéticamente.

La tecnología de puntos cuánticos sin duda ha sido muy promocionada por los fabricantes de televisores en los últimos años, particularmente en eventos como CES, donde los televisores ocupan un lugar central, pero es una tecnología que justifica la publicidad, especialmente porque los investigadores están encontrando nuevos usos innovadores para ella.

Durante años, los megapixeles han sido una métrica muy comercializada cuando se trata de las capacidades mejoradas de una nueva cámara digital que llega al mercado.

Ser capaz de capturar más pixeles significa poder capturar más detalles, pero hay un límite en la densidad del sensor de una cámara con pixeles que detectan la luz.

Para la mayoría de los consumidores que comparten sus instantáneas en las redes sociales, las capacidades de megapixeles de los teléfonos inteligentes modernos y las cámaras digitales de nivel de consumidor son más que adecuadas ahora, pero existen otras aplicaciones, como los sensores y las cámaras que utilizan los vehículos autónomos para ver el mundo que los rodea, que puede beneficiarse de más y más pixeles empaquetados en un sensor.

Si observa un sensor CMOS típico bajo un microscopio, encontrará una cuadrícula de fotodiodos cubierta por un filtro de color que permite capturar información sobre los datos de color.

Pero cada fotodiodo solo puede capturar información sobre un solo color (normalmente hay dos para el verde junto a uno para el rojo y uno para el azul), por lo que se necesitan cuatro cuadrados en la cuadrícula para capturar la información a todo color para un solo pixel en una imagen.

Si cada cuadrado en esa cuadrícula pudiera capturar información de color rojo, verde y azul al mismo tiempo, la densidad y la resolución de un sensor se cuadriplicarían instantáneamente, y ahí es donde entran en juego los puntos cuánticos.

Investigadores de la Universidad Chung-Ang en Seúl, Corea del Sur, descubrieron que los puntos cuánticos con un tamaño y una composición muy específicos se pueden personalizar para responder solo a la luz de un color específico, lo que les permite funcionar de manera similar a los fotodiodos en un sensor de imagen, pero sin la necesidad de un filtro de color.

Además, los puntos cuánticos adaptados para responder a la luz roja, azul y verde se pueden apilar unos encima de otros y los fotones que no son absorbidos por las capas superiores simplemente pasan a las inferiores, de modo que la capa más inferior sigue funcionando con la misma eficacia para detectar luz coloreada como la superior.

Cuando se organizan en una cuadrícula para crear un sensor, cada elemento recopila información sobre cada color, y el tamaño de los puntos cuánticos también permite empaquetar una cantidad increíble de pixeles en un área pequeña.

Los investigadores crearon una matriz de fotodetectores con 5500 pixeles empaquetados en un solo centímetro cuadrado, que promete no solo catapultar el recuento de megapixeles, sino también permitir que las empresas diseñen cámaras y sensores que son mucho más pequeños que los disponibles en la actualidad, todo sin sacrificar la resolución o el rendimiento.

Entonces, mientras que los vehículos completamente autónomos que se prueban en las carreteras generalmente cuentan con un portaequipajes lleno de sensores y cámaras, a medida que entran en juego los puntos cuánticos, todo ese equipo podría miniaturizarse e integrarse fácilmente en la carrocería de un vehículo.

Fuente: Advanced Materials