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High-Robustness, Compact Bi2O2Se-Based NIR Retinal Sensor for Bionic Vision Systems

时间:2025-06-24   来源:    阅读:

中国·保定,2025——河北大学物理科学与技术学院闫小兵教授团队在《ACS Photonics》期刊发表了一项突破性研究,成功开发了一种基于Au/Cr/Bi2O2Se/Cr/Au结构的双端光电探测器同时,提出了一种双模架构,相比传统的视网膜传感器设计,核心器件数量减少了72%。更重要的是,我们将该视网膜传感器模型应用于仿生视觉系统,成功实现了车辆位置识别和手势识别任务。本研究为下一代视网膜传感器的设计提供了一种新思路,进一步推动了仿生视觉技术的发展。


近红外(NIR)视觉系统在仿生视觉领域展现出独特优势,特别是在低光照和复杂环境中表现出色。视网膜传感器作为仿生视觉系统的核心输入部件,对于系统整体性能至关重要。然而,在实现高鲁棒性和高集成度方面仍存在重大挑战。在本研究中,我们开发了一种基于Au/Cr/Bi2O2Se/Cr/Au结构的双端光电探测器。得益于高质量的Bi2O2Se纳米片,器件在915nm波长下展现出优异的性能,具有1.8×103 A/W的高光响应度、3.14 × 1011 Jones的比探测度以及2.47×105%的外量子效率。此外,我们基于光电探测器开发了一种视网膜传感器。Bi2O2Se光电探测器出色的光响应性能大幅提升了传感器的鲁棒性。同时,我们提出了一种双模架构,相比传统的视网膜传感器设计,核心器件数量减少了72%。更重要的是,我们将该视网膜传感器模型应用于仿生视觉系统,成功实现了车辆位置识别和手势识别任务。本研究为下一代视网膜传感器的设计提供了一种新思路,进一步推动了仿生视觉技术的发展。

原文链接:https://doi.org/10.1021/acsphotonics.4c02322.