İsviçre’de yürütülen yeni bir çalışma, görüntüleme teknolojisinde ezber bozacak bir gelişmeye imza attı. ETH Zürih'te görev yapan Prof. Dr. Maksym Kovalenko liderliğindeki ekip, geleneksel silikon sensörlerin ötesine geçen performansa sahip yeni bir perovskit tabanlı görüntü sensörü geliştirdi. Proje, İsviçre Federal Malzeme Bilimi ve Teknolojisi Laboratuvarları (Empa) ile iş birliği içinde yürütüldü.
Yeni sensör; ışık hassasiyeti, renk doğruluğu, çözünürlük ve makine görüşü uygulamaları gibi başlıklarda silikon sensörleri geride bırakıyor. Ayrıca bu teknoloji, dijital fotoğrafçılığın ötesinde tıbbi teşhis, çevresel izleme ve yapay zeka tabanlı görsel analiz uygulamalarında da kullanılabilecek.
FİLTRESİZ RENK ALGILAMA
Klasik görüntü sensörleri, kırmızı, yeşil ve mavi (RGB) ışığı filtrelerle ayırarak çalışırken, bu yöntem yalnızca gelen fotonların üçte birini kullanabilir. Kovalenko ve ekibinin geliştirdiği sensör ise istiflenmiş perovskit katmanlarıyla filtreye ihtiyaç duymadan ışığın tüm spektrumunu yakalayabiliyor.
Her katman, görünür spektrumun farklı bir dalga boyunu emmek üzere ayarlandığı için renk doğruluğu artıyor ve dijital gürültü önemli ölçüde azalıyor. Bu yöntem sayesinde, aynı boyuttaki geleneksel sensörlere göre üç kat daha fazla ışık toplanabiliyor ve üç kat daha yüksek çözünürlük elde edilebiliyor.
Perovskit, fiziksel özellikleri kimyasal bileşimine göre değiştirilebilen bir kristal yapı olarak öne çıkıyor. Araştırmacılar, iyot, brom ve klor iyonlarının oranlarını değiştirerek sensör katmanlarının farklı dalga boylarına hassasiyet göstermesini sağladı. Böylece kırmızı için iyot, yeşil için brom ve mavi için klor kullanılarak istenilen renk emilimi sağlandı.
Bu yapı, geleneksel yöntemlerdeki ışık kaybını ortadan kaldırıyor ve hiperspektral görüntüleme gibi ileri teknolojiler için yeni olanaklar sunuyor.
ENDÜSTRİYEL ÜRETİME UYGUN
Geliştirilen iki sensör prototipi, farklı okuma teknolojileri kullanıyor ancak her ikisi de sistemin çalışabilirliğini kanıtlamış durumda. Prototiplerde piksel boyutları henüz mikrometre seviyesine ulaşmamış olsa da, araştırmacılar silikon temelli sistemlere göre daha küçük pikseller üretmenin mümkün olduğuna inanıyor.
Bu hedefe ulaşmak için, mevcut elektronik altyapının (özellikle silikon için optimize edilmiş olan okuma sistemlerinin) yeniden tasarlanması gerekiyor. ETH Zürih araştırmacıları, teknolojinin ölçeklenebilirliğini doğruladıklarını ve ticari üretime geçişin önünün açık olduğunu ifade ediyor.
MAKİNE GÖRÜŞÜNDE YENİ DÖNEM
Yeni sensör teknolojisi yalnızca dijital kameralar için değil, makine görüşü (machine vision) uygulamaları açısından da büyük potansiyel taşıyor. ETH Zürih öğretim üyelerinden Dr. Sergii Yakunin’e göre, her bir katmanın farklı spektrumlara göre ayarlanabilmesi sayesinde hiperspektral görüntüleme çok daha verimli hale gelecek.
Bu sayede tarım, sağlık, endüstriyel kalite kontrol ve savunma gibi birçok sektörde, daha hassas ve ayrıntılı görüntü analizi yapılabilecek.
