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日本NEC公司研發出全球首款高敏感度非冷卻型紅外線影像感測器,採用高純度半導體碳納米管,靈敏度超過傳統非製冷紅外圖像感測器的三倍以上。這項成就運用了NEC自主研發的萃取技術。NEC計畫在2025年實現此影像傳感器的實用化。
紅外線影像傳感器可以將紅外線轉換為電信號,即使在暗處也能檢測從人和物體發出的紅外線,因此被廣泛應用在各個領域,為社會建設提供安全支援,例如支援汽車在黑暗中行駛的夜視功能、飛機導航系統以及安全監控攝影機等。
紅外線影像感測器可分為「冷卻型」與「非冷卻型」兩大類。冷卻型操作溫度極低,敏感度很高,但需要大型且昂貴的冷卻器,耗電量大,且需要定期維護。另一方面,非冷卻型可在接近室溫的條件下操作,體積小、價格低廉且耗電量低,但敏感度和解析度不如冷卻型。
NEC在1991年世界首次發現碳奈米管,至今在奈米科技研發領域堪稱全球領先。2018年,NEC開發出高純度萃取單壁碳奈米管中僅有半導體型的專利技術。NEC隨後發現,利用此技術萃取的半導體型碳奈米管薄膜,在室溫附近具有很大的溫度係數。
此新研發的紅外線影像傳感器運用了NEC在半導體型碳奈米管領域的專利技術和高溫度係數優勢,使其敏感度達到主流非冷卻紅外線影像傳感器的三倍以上。
NEC結合非冷卻紅外線影像傳感器中的熱分離結構、實現此結構的微機電技術、多年在印刷電晶體等領域培養的碳奈米管印刷製造技術,成功實現了640 x 480像素的高解析度非冷卻紅外線影像傳感器。
此項研發部分和日本產業技術綜合研究所合作進行。此外,日本採購、技術與後勤總局的安全技術促進計畫也提供了部分資助。