Cảm biến ảnh làm từ graphene giúp tăng độ nhạy sáng lên 1000 lần, tiết kiệm điện hơn
levuongthinh
8 nămBình luận: 64
graphene-image-sensor.jpg
Phó giáo sư Wang Qijie của trường đại học kỹ thuật Nanyang, Singapore.

Một nhóm các nhà khoa học đến từ trường đại học kỹ thuật Nanyang (NTU) ở Singapore đã phát triển được một loại cảm biến ảnh mới làm từ graphene, hứa hẹn sẽ giúp cải thiện chất lượng ảnh chụp trong điều kiện thiếu sáng. Qua các thử nghiệm, loại cảm biến ảnh mới làm từ graphene cho thấy nó có độ nhạy sáng cao hơn đến 1.000 lần so với các cảm biến phổ biến hiện nay như CMOS hay CCD, ngoài ra nó còn có thể hoạt động ở hiệu điện thế thấp hơn nhiều, giúp giảm lượng tiêu thụ điện khoảng 10 lần.

Loại cảm biến mới này có thể nhận diện được vùng quang phổ rộng, từ mức nhìn thấy được đến mức cận hồng ngoại, với độ nhạy sáng rất cao. Cho nên nó phù hợp với tất cả các loại máy ảnh như camera hồng ngoại, camera an ninh giao thông hay camera gắn trên các vệ tinh… Theo NTU, công nghệ này sẽ cho phép các nhiếp ảnh gia tạo ra được những bức ảnh rõ ràng hơn trong điều kiện ánh sáng yếu và một khi nó được sản xuất đại trà, giá thành ước đoán của các cảm biến ảnh làm từ graphene sẽ rẻ hơn khoảng 5 lần so với các cảm biến ảnh hiện tại.

Dự án này được dẫn đầu bởi phó giáo sư Wang Qijie của ngành Điện & Điện tử thuộc trường NTU và đã thực hiện được 2 năm. Ông Wang cho biết: “Chúng tôi đã chứng minh rằng giờ đây có thể tạo ra được các cảm biến ảnh mới với độ linh hoạt, nhạy sáng và giá thành rẻ từ chất liệu graphene. Chúng tôi hy vọng công nghệ mới này sẽ có tác động lớn không chỉ đến ngành ảnh dân dụng, mà còn có hiệu quả với cả công nghệ chụp ảnh vệ tinh và truyền thông, cùng với đó là các ứng dụng cận hồng ngoại.”

Một trong những thuận lợi cho việc chế tạo loại cảm biến ảnh graphene theo quy mô thương mại đó là các nhà sản xuất chỉ cần có những thay đổi rất nhỏ để thay thế chất liệu graphene vào trong quy trình chế tạo các cảm biến CMOS hiện tại.

Quảng cáo


graphene-image-sensor-4.jpg
Mô phỏng cấu trúc của Graphene.

Nói sơ về graphene, thì đây là một loại vật liệu được cấu thành từ Carbon nguyên chất, có hình các ô lục giác ghép lại với nhau ở mức độ nguyên tử, siêu nhẹ và siêu cứng, với độ dày chỉ có 1 nguyên tử mà thôi. 1 mét vuông Graphene có cân nặng chỉ 0,77 miligram (tức bằng 0,00077 gram). Graphene có thể bền hơn thép 300 lần đồng thời dẫn điện tốt hơn đồng tới 1 triệu lần.

Phó giáo sư Wang Qijie đã tìm ra một phương thức mới để tạo ra cấu trúc nano trên graphene, giúp “thu nhận” các hạt photon ánh sáng (bài gốc: light-generated electron particle) trong một thời gian dài hơn, biến chúng thành một tín hiệu điện mạnh hơn. Các tín hiệu điện này sau đó được xử lý thành dạng ảnh, giống như là cách các nhiếp ảnh gia chụp ảnh bằng một camera kỹ thuật số.

Lượng hạt electron ánh sáng thu được chính là chìa khoá để đạt mức độ nhạy sáng cao với graphene, mang lại hiệu quả cao hơn nhiều so với cảm biến CMOS hay CCD. Về cơ bản, tín hiệu điện được tạo ra càng mạnh, thì ảnh thu được sẽ càng rõ ràng và sắc nét hơn.

Nãy giờ chúng ta có nhắc đến khái nhiệm độ nhạy sáng. Nếu bạn nào có chơi nhiếp ảnh thì sẽ biết được khái niệm này, và hiểu được tầm quan trọng của nó. Trong nhiếp ảnh, ký hiệu của độ nhạy sáng là ISO, nó là một trong 3 yếu tố quan trọng hàng đầu, bên cạnh khẩu độ và tốc độ. Nếu chụp ảnh ở điều kiện ánh sáng bình thường thì độ nhạy sáng không đóng vai trò quyết định. Nhưng nếu phải chụp ở một nơi thiếu sáng thì lúc này độ nhạy sáng mới bắt đầu phát huy tác dụng.

Ví dụ như khi chụp ảnh thể thao thì các tay máy luôn cố gắng thiết lập khẩu độ ở mức lớn (khoảng f2.8 hoặc thấp hơn) và tốc độ màn trập phải duy trì ở mức 1/500s, để đảm bảo có thể dừng được chuyển động. Để có được thiết lập như vậy thì chắc chắn họ phải cần đến sự trợ giúp của độ nhạy sáng (ISO), và họ phải chấp nhận bức ảnh sẽ bị nhiễu hạt (noise). Mặc dù các cảm biến ảnh hiện tại cũng đã đạt được mức nhạy sáng khá tốt, nhưng nếu tốt hơn thì vẫn tuyệt hơn. Theo Wang Qijie, với cảm biến ảnh làm từ graphene, các tay máy sẽ không cần phải tăng ISO trong các điều kiện ánh sáng yếu.

graphene-image-sensor-0.jpg
So sánh 2 bức ảnh chụp ở 2 mức ISO khác nhau.

Phó giáo sư Wang Qijie đã đăng ký bản quyền cho phát minh này và đang lên kế hoạch tìm kiếm đối tác để tiếp tục phát triển cảm biến ảnh graphene và đưa vào sản xuất thương mại. Có lẽ Nikon và Canon sẽ rất quan tâm đến công nghệ mới này.

Tìm hiểu thêm về graphene tại đây!

Quảng cáo

64 bình luận
kenie.2811
TÍCH CỰC
8 năm
Tưởng xài cho phone chứ 😁

Sent from my S3 using Tinhte.vn
@kenie.2811 Cái này xài cho phone được mà bác 😃
der_titan
TÍCH CỰC
8 năm
Vậy so với BSI CMOS của Sony thì sao??
Sony hông thích điều này
menx
TÍCH CỰC
8 năm
Thế này thì máy ảnh càng ngày càng chụp đêm tốt rồi. CA tha hồ mà vác máy đi điều tra, ghi lại hoạt động của tội phạm
maynebuoi
TÍCH CỰC
8 năm
Nhìn hình ảnh về cấu trúc hay nhỉ. Rất đẹp. Con người dùng những tính chất lý hoá của các nguyên tố hoá học để chế tạo ra các phương tiện phục vụ cho nhu cầu của mình. Thật quả là ngưỡng mộ khoa học.

hoangkh'
ĐẠI BÀNG
8 năm
Ngọt nước, có khi chỉ 4 đên 5 năm nữa là công nghệ này đi vào sử dụng, có thể làm thay đổi cả môn nhiếp ảnh luôn ấy chứ
Hy vọng công nghệ này sớm đc áp dung vào thực tiễn và giá máy bán ra phù hợp với những người yêu chụp ảnh.
Công nghệ này Tầm 3-4 năm nữa mới ứng dụng thực tế được, đến khi đó SONY nó ra cảm biến siêu nhạy sáng tầm CMOS Exmor 10 rồi 😁
@hoang_nguyenvu209
Nếu CMOS Exmor 10 thì bằng cái công nghệ mới này không? vật liệu là yếu tố quyết định, vật liệu cũ có giới hạn, dù bạn lên Exmor100 đi nữa vẫn khó bằng vật liệu mới.
Như cpu thong thường muốn lên 10GHz cũng là vấn đề lớn. Nhưng với graphene thi 100GHz là chuyện thường.

Bệnh sính nhật nặng, làm như lúc nào cái gì cũng do nhật phát minh vậy, như cái này do người Sing phát minh đây.
kimlee_hl92
ĐẠI BÀNG
8 năm
Thế thì khỏi sợ nhiễu nữa

Sent from my LG-F160S/K using Tinhte.vn
kazenjin
TÍCH CỰC
8 năm
CÁi này chụp hình ban đêm tích hợp với Iphone thì đẹp có thể vs với lumina EOS sắp ra. Các hãng khác như SS, HTC nên mua. Dẫn điện siêu tốt hơn cả đồng có thể lấy nguyên tử làm nên màn hình cảm ứng thì tuyệt. điện dung siêu nhạy + siêu bền, bền hơn thép 300 lần. quá ngon.
longt61
TÍCH CỰC
8 năm
@kazenjin hơ hơ, thê mà em nghe đâu (ở trên tinh tế) Nokia lại là hãng đầu tiên quan tâm và định đầu tư vào vụ cảm biến graphene này đấy chứ không phải apple đâu bác ợ
quickbo
ĐẠI BÀNG
8 năm
ngon quá. KHông biết chừng nào có sản phẩm thương mại nữa 😃
xyzmen
CAO CẤP
8 năm
vậy thì không cần phải nhịn ăn nhịn uống mua mấy cái ống f1.4, f1.8 nữa rùi....
@xyzmen
tại người ta ko hiểu là nhờ cái khẩu to đó mà xoá phông, gì chứ mà ng ko bít gì thấy xoá phông là đa số đêu khoái hết à, có điều ko bít tại sao mà xoá dc thôi, chứ biết thì lại khác nha :D
KenKuroppy
ĐẠI BÀNG
8 năm
@xyzmen mình cũng k thix khẩu lớn quá. Từng cầm 1.2 và thấy rằng DOF quá mỏng. Nhiều lúc chả tốt chút nào. Bt vẫn thích từ 2~2.8 hơn. Nên có cái này quá tốt r.
KenKuroppy
ĐẠI BÀNG
8 năm
@t2k Mình thích xóa bằng tiêu cự kết hợp vs khẩu lớn vừa phải hơn. cầm 1 cái 50-1.2 chụp k thích bằng 105-2.5 hoặc 135-2L. Tất nhiên nếu đường đông, phải chụp gần thì 50-1.2 vẫn ngon hơn. Còn bt cứ 200mm-2.8 phông xóa đẹp luôn r.
@KenKuroppy
nhưng bù lại cần tốc cao, 😁
thôi quyết định không đổi máy ảnh nữa, chờ tới lúc đó thì đổi luôn thể 😁
sailam57
ĐẠI BÀNG
8 năm
Chờ đến năm đó thì mấy hãng khác cũng đã lên tiếng rồi :eek:
Hehe, biết bao giờ nó mới rẻ đây. Graphene nghiên cứu bao lâu rồi mà chưa sản xuất đại trà. Một chai dung dịch graphene lab mình mua có 0.5 kg mà giá ~1000 đô!
@gigantos Thì 1 mét vuông graphene theo như bài nói chỉ nặng 0,77mg. Mà 0,5 kg graphene của bác có thể làm ra tấm graphene rộng 6.493.506,6 mét vuông. Mà một máy ảnh thì chỉ cần trung bình một cảm biến ảnh gần bằng móng tay út (vào cỡ 1 xentimet vuông). Như vậy với 0,5kg graphene trên bác có thể làm được 64.935.066.000 tấm cảm biến ảnh.
Vậy là 1000 đô (khoảng 22 triệu) của bác có thể cho ra gần 65 tỷ tấm cảm biến ảnh. Thế bác nghĩ giá thành nó thế nào?
@physenka Hờ hờ hờ, chai í >99% là nước và polymer bạn ạ 😆 Với lại mình chưa đọc cụ thể paper ấy nên không biết chất lượng (số lớp, kích thước hạt,...) ra sao nhưng chắc chắn với tính chất quang ấy thì chất lượng chế tạo phải cao hơn nhiều mẫu thô mình dùng.
lbrolken
ĐẠI BÀNG
8 năm
quan trọng là tiết kiệm điện và làm từ vật liệu rẻ tức là không phải hiếm, và quy trình không thay đổi nhiều như vậy thì thương mại hóa sẽ nhanh thôi, em dự là sang năm tới sau khi người ta cho nó test đáp ứng được các tiêu chuẩn kĩ thuật và các điều kiện khắc nghiệt của môi trường thì sẽ có hàng thương mại đại trà 😃
Nhìn hình phó giáo trẻ quá ! Nhân tài
@Ibroken: Còn 'nâu nâu' nữa bạn à. Trước tiết mục cảm biến này graphene đã chứng tỏ ưu thế tuyệt đối trong một loạt ứng dụng tiềm năng khác với một đống bằng sáng chế rồi. Nhưng hiện nay chưa có cách nào chế tạo ở quy mô lớn các đơn tinh thể graphene kích thước lớn mà tạp chất thấp cả. Đâu dễ chén thế, được thế bọn mình đã hạnh phúc, như giờ mỗi lần chế tạo mẫu còn thừa tí tẹo graphene trong ống nghiệm cũng phải chắt vào bình hết sức cẩn thận.
@gigantos Nếu vậy còn lâu lắm mới ứng dụng cho máy ảnh dc 😔. Mơ ước chụp đêm ko cần flash là đây.

Sent from my HTC EVO 3D X515m using Tapatalk 2
ngoanrazo
TÍCH CỰC
8 năm
@gigantos bác dùng graphene chế bom hả 😁
@thanhdat276 Mình làm về graphene trường Ncku bên Đài.
Tien Khoeo
TÍCH CỰC
8 năm
May ong ba giao su o Viet Nam dau, ra ma nhin hoc tap cua thien ha nay, suot ngay o trong phong toi ko co lay mot cai j ra hon ca, chan VN, chi an hai la gioi
Hy vọng tương lai, ko cần đèn flash vẫn chụp đêm đc. ko chừng cảm biến này nhìn rõ hơn mắt ng vào ban đêm.







  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2021 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: 209 Đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Phường 7, Quận 3, TP.HCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019