Grafén kan gjøre bildebrikken tusen ganger mer lysfølsom

[Kjetil-H]

Forskere mener materialet vil revolusjonere kameraer.

Grafén kan gjøre bildebrikken tusen ganger mer lysfølsom

[ImFanBoy]

Veldig, veldig spennende. Gleder meg til 5D MK10 kommer, kanskje vi da har grafen baserte sensorer?? 1000 ganger mer lysfølsom og mye billigere å produsere, ja det vil til og med påvirke objektivvalget positivt prismessig. Dette håper jeg virkelig de får til.

[knutinh]

Reality-check:

Dagens sensorer har veldig høy foton-effektivitet. De er primært begrenset av antall fotoner som treffer sensoren, spesielt ved høy ISO. Hvis vi ser bort fra farge-filter (som vel vil være felles for begge teknologiene) så er det fysiske potensialet for forbedring kanskje 2x men ikke 1000x.

 

http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n5/full/ncomms2830.html

Graphene has attracted large interest in photonic applications owing to its promising optical properties, especially its ability to absorb light over a broad wavelength range, which has lead to several studies on pure monolayer graphene-based photodetectors. However, the maximum responsivity of these photodetectors is below 10?mA?W?1, which significantly limits their potential for applications. Here we report high photoresponsivity (with high photoconductive gain) of 8.61?A?W?1 in pure monolayer graphene photodetectors, about three orders of magnitude higher than those reported in the literature

 

3 OOM bedre enn eksisterende grafen-sensorer altså.

 

-k

[Simen1]

Grafén kan gjøre bildebrikken tusen ganger mer lysfølsom

Da med 1000 ganger større sensor? Jeg trodde dagens sensorer (inkludert glass, filtre, signalgang og A/D) registrerer opp mot ca 50% av alt innfallende lys. Med andre ord at det teoretiske maksimale potensialet er en dobling, uten å øke sensorstørrelsen.

[faaeri]

1000 ganger mer følsom er den nok ikke, men formuleringen var litt vag, så man kan sikkert ta i betraktning at man kan lage større brikker med samme utbytte og pris som mindre brikker i dag, eller noe sånt.

 

I tillegg introduserer dagens bildebrikker en del støy i elektronikken. Det kan være dette blir mye bedre med nye brikker, og at man derfor kan hente en del forbedringer der (selv om det er tvilsomt å kalle det mer lysfølsom av den grunn).

 

Uansett er det spennende greier. Jeg gleder meg også til 5D Mark 10.

[trygvan]

"En forskergruppe ved universitetet hevder å ha funnet en produksjonsmetode som gjør deres grafén-baserte sensor tusen ganger mer sensitiv for lys enn det de kaller billige sensorer i dagens kompaktkamera.

De ferdige bildebrikkene vil i følge forskerne kunne gi både billigere kamera og bedre bilder i svakt lys."

 

Altså - man bytter ut en billig sensor med en dyr og bedre, noe som gir billigere kamera. Fin logikk. Tillitsvekkende.

[knutinh]

1000 ganger mer følsom er den nok ikke, men formuleringen var litt vag,

 

Jeg tipper at Gizmodo har feiltolket paperet, og at akam ukritisk har gjentatt deres fortolkning.

 

(jeg tittet på paperets summary og fant ikke dekning for artikkelens påstander der, men derimot en helt annen påstand om 1000x følsomhet).

 

-k

[geir-ole]

Hei. Jeg forelsår at man leser her:

 

http://www.extremetech.com/extreme/157082-graphene-sensor-is-1000-times-more-sensitive-to-light-could-enable-ultra-low-light-photography

 

Det kan se ut til at artikkelforfatteren har misforstått de nye resultatene fra Singapore.

 

I artikkelen jeg lenker til ovenfor går det frem at den nye detektoren er 1000 ganger mer følsom enn tidligere grafén-baserte detektorer og ca. 10 ganger mer følsom enn dagens CMOS-sensorer.

 

Mens en typisk CMOS-sensor gir ca. 0.8 ampere per watt med innfallende lys er den nye grafén-sensoren i stand til å gi en output på 8.6 A/W. Hvert foton som treffer grafén-sensoren fyrer av flere elektroner. Dermed er det mulig å oppnå større følsomhet enn dagens sensorer.

[xRun]

Lurer på om ikke dette er samme matte man bruker som når man sier at noe er 1000x mindre. I realiteten er det 1/1000 så stort, og det gir ofte et helt annet resultat. Kan f.eks. tenkes at attenueringen, konversjonstap el. av signalet reduseres til en promille av hva man har i dagens sensorer.

[Han Far]

"En forskergruppe ved universitetet hevder å ha funnet en produksjonsmetode som gjør deres grafén-baserte sensor tusen ganger mer sensitiv for lys enn det de kaller billige sensorer i dagens kompaktkamera.

De ferdige bildebrikkene vil i følge forskerne kunne gi både billigere kamera og bedre bilder i svakt lys."

 

Altså - man bytter ut en billig sensor med en dyr og bedre, noe som gir billigere kamera. Fin logikk. Tillitsvekkende.

Evt, fremtidens billige sensorer er mye bedre enn dagens billige sensorer. Er i alle fall slik jeg tolker artikkelen fra NTU. Grafen er mye billigere enn silisium.

[tomsi42]

Mens en typisk CMOS-sensor gir ca. 0.8 ampere per watt med innfallende lys er den nye grafén-sensoren i stand til å gi en output på 8.6 A/W. Hvert foton som treffer grafén-sensoren fyrer av flere elektroner. Dermed er det mulig å oppnå større følsomhet enn dagens sensorer.

Med andre ord, så vil grafen baserte solceller bli veldig interessante. Vil jeg tro.

 

10x mer følsom enn dagens sensor er OK, det. Jeg vil tro at vi vil merke det mest som lavere støynivå. Og da vil vi i teorien kunne få ca 3+ EV mer i DR på lav ISO.

[ingemartin]

Reality-check:Dagens sensorer har veldig høy foton-effektivitet. De er primært begrenset av antall fotoner som treffer sensoren, spesielt ved høy ISO. Hvis vi ser bort fra farge-filter (som vel vil være felles for begge teknologiene) så er det fysiske potensialet for forbedring kanskje 2x men ikke 1000x.http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n5/full/ncomms2830.html

Graphene has attracted large interest in photonic applications owing to its promising optical properties, especially its ability to absorb light over a broad wavelength range, which has lead to several studies on pure monolayer graphene-based photodetectors. However, the maximum responsivity of these photodetectors is below 10?mA?W?1, which significantly limits their potential for applications. Here we report high photoresponsivity (with high photoconductive gain) of 8.61?A?W?1 in pure monolayer graphene photodetectors, about three orders of magnitude higher than those reported in the literature

3 OOM bedre enn eksisterende grafen-sensorer altså.-k

 

Silisiumen er relativt lys metal har eit utseende som magnesium og reflekterer langt over 90% av lyset.

Viss også strøm behovet er 10 ganger mindre, så ser eg ikkje det så usannsynlig at det kan anslå at effektiviteten er 1000 ganger bedre, når ein og veit at berre ein litten brøkdel av singlene som bli registrert i dagen sensore forsvinner eller blir registrert som støy.

[H_Treider]

Ang. 1000x-påstanden: Er ikke litt av poenget at den kan fange opp et meget bredt spektrum? Isåfall veldig spennende for forskning, men ikke aktuelt for vanlig fotografering.

[geir-ole]

 

 

Enig, dette burde få vidtrekkende konsekvenser for solceller. Når olje og gass tar slutt trenger vi andre energi-kilder. Effektive og rimelige solcellepaneler vil muligens bli løsningen. Kanskje Bertrand Piccard's solcelle-baserte fly (Solar Impulse) kan få opp farten og danne grunnlaget for fremtidens fly.

[Simen1]

Fun fact: Det er ikke silisium rå(halv)metall de putter inn i kameraene, men sensorer spesielt designet for å fange lyset. Kikker du inn i et kamera (uten noe speil i veien) ser du en ganske mørk sensor (med diverse filtre).

 

Forøvrig er et av de sorteste materialene som finnes laget av nettopp silisium.

http://spie.org/x31676.xml

http://image-sensors...licon-spin.html

http://www.treehugge...er-forever.html

 

Slik jeg forstår innleggene over her er det snakk om en "lysforsterkende" teknikk. Dvs. noe a la hvordan nattlysbriller fungerer. Fotografisk er det neppe noe særlig å vinne på det fordi støyen forsterkes like mye som signalet. Maksimalt teoretisk potensiale er som sagt av flere her, ca en halvering av støyen.

 

Flisespikking

Endret 18. juni 2013 av Simen1

[Han Far]

Silisium er ikke et metall ...

[knutinh]

når ein og veit at berre ein litten brøkdel av singlene som bli registrert i dagen sensore forsvinner eller blir registrert som støy.

Hva? Når noe har >50% effektivitet så er det virkelig imponerende å forbedre effektiviteten med 1000x...

 

-k

Endret 18. juni 2013 av knutinh

[tomsi42]

Hva? Når noe har >50% effektivitet så er det virkelig imponerende å forbedre effektiviteten med 1000x...

 

-k

Det er vel det at effektiviteten er på 50% av X nå , men det er "summen" av ytelsen til X, Y og Z som er på 1000x ...

[ingemartin]

når ein og veit at berre ein litten brøkdel av singlene som bli registrert i dagen sensore forsvinner eller blir registrert som støy.

Hva? Når noe har >50% effektivitet så er det virkelig imponerende å forbedre effektiviteten med 1000x...-k

 

Innen data er faktis ikkje 50% så mykje, og viss enn ser det over litt tid, så sakker enn i dag om Giga bit like sjølvsagt som Mega bit for 10 år siden. Men også Silisium har forsatt stort potesial til å bli meir lys sensitiv, som for eksepel svart silisium som er 5-6 ganger meir lys sensitiv.

[tech8]

Hei. Jeg forelsår at man leser her:

 

http://www.extremete...ght-photography

 

Det kan se ut til at artikkelforfatteren har misforstått de nye resultatene fra Singapore.

 

I artikkelen jeg lenker til ovenfor går det frem at den nye detektoren er 1000 ganger mer følsom enn tidligere grafén-baserte detektorer og ca. 10 ganger mer følsom enn dagens CMOS-sensorer.

 

Mens en typisk CMOS-sensor gir ca. 0.8 ampere per watt med innfallende lys er den nye grafén-sensoren i stand til å gi en output på 8.6 A/W. Hvert foton som treffer grafén-sensoren fyrer av flere elektroner. Dermed er det mulig å oppnå større følsomhet enn dagens sensorer.

Dette er i tråd med hva jeg tenker også.

Man kan kanskje tenke seg en analogi til en transistorforsterkerkrets hvor lysmengden styrer spenning på basis som åpner for strøm gjennomgang av en forspent krets gjennom katode og emitter. Så vil det typisk være forksjellig forsterkningsgrad i silisiums og grafen baserte kretser, basert på bl.a. hvor mye kretsen åpner per mengde lys som treffer overflaten. Siden forsterkningen her skjer på tidligst mulig tidpunkt i transformeringen av lys til strøm, vil signal-støy forholdet kunne forbedres med grafen i forhold til silisium, sett i forhold til å gjøre en større del av forsterkningen i neste steg(alså etter transformeringen og "native" forsterkningen i selve transformering). Bare tankspinn alt dette, ikke noe håndfast.

Endret 18. juni 2013 av tech8