艺术家对RMIT大学研究人员创造的光电探测器设备的印象。

研究人员已经开发出了世界上第一个可以看到所有阴影光的光电探测器，它的原型设备从根本上缩小了，成为现代技术中最基本的元素之一。

光电探测器的工作原理是将光所携带的信息转换成电信号，广泛应用于各种技术中，从游戏机到光纤通信、医学成像和运动探测器。目前，光电探测器无法在一个设备中检测到一种以上的颜色。

这意味着它们比其他技术(如集成的硅芯片)更大、更慢。

RMIT大学的研究人员开发的新型超高效宽带光电探测器比市面上最小的光电探测器至少薄1000倍。

这是该技术的一次重大飞跃，原型设备还可以看到紫外线和近红外之间的各种光线，这为集成在同一芯片上的电子和光学组件提供了新的机会。

新的可能性

这项突破性的技术开启了改进生物医学成像的大门，推进了癌症等健康问题的早期检测。

该研究的第一作者，博士研究员Vaishnavi Krishnamurthi说，在光探测技术中，让材料变薄通常是以牺牲性能为代价的。

她说:“但我们设法设计出了一种能装下强力重击的设备，尽管它比一纳米还要薄，大约比针头的宽度小100万倍。”

除了缩小医疗成像设备外，超薄原型还为更有效的运动探测器、低光成像和可能更快的光纤通信提供了可能。

Krishnamurthi说:“在生物医学成像设备中使用更小的光电探测器，可以在放射治疗期间更准确地瞄准癌细胞。”

“与我们今天拥有的笨重设备相比，缩小这项技术还可以帮助提供更小的便携式医疗成像系统，这样就可以轻松地将其带到偏远地区。”

光电探测器的特写照片。

照亮光谱

光电探测器的通用性和实用性在很大程度上取决于三个因素:它们的工作速度、它们对较低光级的灵敏度以及它们能感知多少光谱。

通常情况下，当工程师们试图提高光电探测器在其中一个领域的性能时，至少会降低另一个领域的性能。

目前的光电探测器技术依赖于三到四层的堆叠结构。

想象一下一个三明治，里面有面包、黄油、奶酪和另一层面包——不管你把三明治压得多好，它总是有四层的厚度，如果你去掉一层，就会影响三明治的质量。

RMIT工程学院的研究人员放弃了堆叠模型，研究出如何在芯片上使用奈米薄层——只有一个原子的厚度。

重要的是，他们这样做没有降低光电探测器的速度、低光灵敏度或光谱的可见度。

这个原型设备可以解释从深紫外光到近红外波长的光，使它比人眼对更广泛的光谱更敏感。

这比眨眼的速度快一万倍。

纳米技术

该团队面临的一个主要挑战是确保光电探测器收缩时电子和光学性能不会恶化，这是之前阻碍光探测技术小型化的技术瓶颈。

首席研究员、副教授苏米特·瓦利亚说，所用的材料是一硫化锡，成本低，自然资源丰富，这使得它对电子和光电子器件具有吸引力。

他说:“这种材料使设备在低光条件下非常敏感，使它适合在宽光谱下进行低光摄影。”

Walia表示，他的团队正在研究他们的光电探测器的工业应用，该探测器可以与CMOS芯片等现有技术集成。

他说：“随着进一步的发展，我们可能会考虑在夜间使用安全摄像机进行更有效的运动检测以及更快，更有效的数据存储等应用。”