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Nuevas Tecnologías Aplicadas a la Seguridad.

 

Revista de Prensa: Noticias

Jueves, 15 de junio de 2017

Crean una cámara de bajo coste para ver lo invisible

Permite "ver eficazmente" a través de la niebla o de otros obstáculos

 


Frank Koppens, coordinador del estudio y profesor de ICFO

El teléfono inteligente con el que probablemente usted está leyendo esta noticia tiene su origen en la tecnología del silicio y el CMOS (semiconductor complementario de óxido metálico), una combinación que ha permitido el gigantesco avance de la microelectrónica en las cuatro últimas décadas: reproductores de música, software, cámaras digitales compactas y de precios bajos... El desafío que enfrentaban los científicos era la dificultad de combinar semiconductores diferentes al silicio con la tecnología CMOS. Parecía un obstáculo infranqueable. Hasta ahora.

En las afueras de Barcelona, en la sugestiva localidad de Castelldefels, investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) han demostrado por primera vez que la integración monolítica de un circuito integrado CMOS con grafeno tiene como efecto un sensor de imagen de alta resolución compuesto por cientos de miles de fotodetectores basados en grafeno y puntos cuánticos.

El resultado del estudio -el tema de portada del nuevo número de la revista científica Nature Photonics- es la primera cámara basada en grafeno, capaz de detectar a la vez luz visible e infrarroja, y que servirá para la visión nocturna, control de incendios, inspección de alimentos o visión bajo condiciones climáticas extremas, entre otras aplicaciones optoelectrónicas como comunicaciones de datos ópticos de baja potencia y sistemas de detección compactos y ultrasensibles, según han explicado este lunes desde ICFO.

A día de hoy, el mercado ofrece cámaras que, o están basadas en silicio y pueden ver sólo luz visible, o bien en materiales exóticos y caros que sólo pueden detectar la luz infrarroja. Mientras que los primeros son baratos y los hallamos en nuestros teléfonos móviles y en la electrónica de consumo, los segundos son tan caros que sólo se usan en aplicaciones especializadas. "Pero la imagen en el infrarrojo y en el visible es importante, ya que nos permite ver durante la noche, a través de la niebla o a través de otros obstáculos", explica a ELMUNDO uno de los dos coordinadores de la investigación, el profesor ICREA en ICFO Gerasimos Konstantatos. "Nuestra cámara da imágenes de día y de noche con tecnología de bajo coste, como el de las actuales cámaras de silicio".

La nueva tecnología descubierta en ICFO permitirá instalar y operar cámaras "con posibilidades impensables hasta ahora", subraya Konstantatos. "El precio de la tecnología estándar para cámaras infrarrojas oscila entre 30.000 y 40.000 euros dólares; es decir, más que un coche. Pero el coste de esta nueva cámara será muy bajo, lo que permitirá tener esas funcionalidades en nuestros coches e incluso en nuestros móviles", completa el científico.

La cámara es parecida a la que tenemos en nuestros smartphone, salvo por que es sensible a la luz visible e infrarroja de manera simultánea. Permitirá hacer fotos tanto de día como de noche. "Puede obtener imágenes de la luz que nuestros ojos no pueden ver. Por ejemplo, durante la noche, siempre hay luz infrarroja presente. Nosotros no podemos detectar esta luz ni tampoco una cámara convencional. Sin embargo, con este sensor de grafeno y puntos cuánticos, sí podremos detectar esta luz y, por tanto, hacer imágenes tanto de día como de noche", explica el también coordinador del estudio y profesor ICREA de ICFO Frank Koppens.

Los autores de la investigación explican que han desarrollado la cámara digital "de manera que es sensible simultáneamente a la luz ultravioleta, visible e infrarroja, un avance nunca conseguido hasta la fecha con los sensores de imagen existentes". La nueva tecnología permite "ver eficazmente" a través de la niebla.

Otro avance que permitirá es la inspección de alimentos: "Con nuestra cámara es posible ver la descomposición en el interior de frutas y verduras, incluso antes de que podamos verlo con nuestros propios ojos", señala Koppens.

La cámara digital creada por ICFO podrá producirse a gran escala y a bajo coste porque el sensor de imagen se basa en la primera integración monolítica de grafeno y fotodetectores de puntos cuánticos sobre un circuito integrado de lectura CMOS.

El proceso de producción del sensor de imagen, basado en la combinación de grafeno y puntos cuánticos y tecnología CMOS, resultó "fácil y barato fabricarlo a temperatura ambiente y bajo condiciones ambientales, lo que supuso una disminución considerable de los costes", refiere uno de los investigadores, Stijn Goossens. "Las propiedades de este sensor de imagen permiten integrarlo en sustratos flexibles y también en circuitos integrados de tipo CMOS".

Konstantatos, experto en grafeno y puntos cuánticos, recuerda que diseñaron "los puntos cuánticos para extender el espectro infrarrojo cercano a tal punto que pudimos detectar el resplandor nocturno de la atmósfera en un cielo oscuro y claro, lo que permite visión nocturna pasiva". La investigación demuestra que esa clase de fototransistores "puede ser el camino a seguir para sensores infrarrojos de bajo coste pero de alta sensibilidad", añade.

El mercado de tecnologías en el infrarrojo, sediento de tecnologías baratas, puede interesarse por estos sensores. Según el físico y profesor de ICFO Frank Koppens, la combinación de grafeno y CMOS se traducirá en el desarrollo de múltiples aplicaciones: desde la seguridad y vigilancia, las cámaras de bolsillo y los smartphone de bajo coste, los sistemas de control de incendios, la visión nocturna pasiva así como las cámaras de vigilancia nocturna, los sistemas de sensores para automoción, los sistemas de imagen para medicina, la inspección de alimentos y productos farmacéuticos o incluso la vigilancia ambiental.

Los firmantes del estudio son los investigadores del ICFO Stijn Goossens, Gabriele Navickaite, Carles Monasterio, Schuchi Gupta, Juan José Piqueras, Raúl Pérez, Gregory Burwell, Ivan Nitkitsky, Tania Lasanta, Teresa Galán y Eric Puma, junto a los profesores ICREA Frank Koppens y Gerasimos Konstantatos. La empresa Graphenea ha colaborado en un trabajo parcialmente apoyado por la iniciativa europea Graphene Flagship, el Consejo Europeo de Investigación, la Generalitat, la Fundación Cellex y el programa de Excelencia Severo Ochoa del Gobierno.

En período de incubación actualmente, el descubrimiento llegará al mercado junto a su cartera completa de patentes de imágenes y tecnologías de detección, aseguran desde ICFO.

 

 Fuente: El Mundo
30.05.2017

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