世界正朝着万亿传感器经济的方向发展，数十亿使用多个传感器的设备将在物联网的保护伞下连接起来。这种经济的一个重要组成部分是光/光传感器，它们是基于半导体的微小电子元件，可检测光并将其转换为电信号。光传感器随处可见，从家用电子产品和医疗保健设备到光通信系统和汽车。
多年来，光传感器的研究取得了显着进展。科学家们一直在努力开发能够检测高动态范围的光、易于制造和节能的传感器。经济高效的消费产品中使用的大多数光传感器节能，但容易受到外部环境中的噪声(不需要的光信息)的影响，从而对其性能产生不利影响。为了解决这个问题，产品设计使用了光频转换电路 (LFC)，具有更好的信噪比。然而，大多数 LFC 由硅基光电探测器制成，可以限制光探测的范围。此外，LFC 的使用会导致芯片面积浪费，这在为紧凑型设备设计多功能电子电路时成为一个问题。
现在，由 Sung Hun Jin 教授领导的韩国仁川国立大学的一组研究人员展示了一种高效的光电探测器系统，可以克服传统 LFC 的局限性。在他们的研究中，该研究于 2021 年 6 月 10 日在线提供，随后发表在Small杂志第 26 期第 17 卷中，他们报告了开发具有 p 型单壁碳纳米管 (SWNT) 和 n 型非晶铟的互补光敏逆变器-氧化镓 (a-IGZO/SWNT) 薄膜晶体管。Jin教授解释说：“我们的光电探测器在光频转换方面采用了不同的方法。与传统的 LFC 不同，我们使用了依赖于光而不依赖于电压的组件。”
新的设计架构使团队能够设计出具有卓越芯片面积效率和紧凑外形的 LFC，使其适用于柔性电子设备。使用光电传感器系统进行的实验表明其具有出色的光学特性，包括在广泛的光范围内具有高可调性和响应性。LFC 还展示了大面积可扩展性和轻松集成到最先进的基于硅晶片的芯片中的可能性。
本研究开发的 LFC 系统可用于构建具有高水平信号完整性以及出色信号处理和传输能力的光学传感器系统。这些有前途的特性使其成为未来物联网传感器场景中应用的有力竞争者。“基于低维半导体的LFC将成为万亿传感器领域的核心部件之一。我们的 LFC 方案将应用于医疗 SpO2检测、农业中的自动照明，或用于虚拟和增强现实的高级显示器。”金教授总结道。
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