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A1 Hybride Colorimetrische Sensoren

Projektleiter

Prof. Dr. Max Lemme, Prof. Dr. Otmar Loffeld

Ausgangslage

Heutige bildbasierte Systeme in der zivilen Sicherheit basieren nahezu ausschließlich entweder auf CMOS- oder CCD-basierten Bildsensoren, die mono- oder multichromatisch arbeiten. Bei CCD-Sensoren werden beispielsweise vier unterschiedliche Photodioden zu einem Bildpunkt zusammengefasst. Die Farbtrennung erfolgt in der Regel durch ein auf die Sensormatrix aufgebrachtes Farbfilter-Array (Bayer-Pattern) mit drei oder vier unterschiedlichen Farbfiltern und entsprechender Auflösungsreduktion für einzelne Farben. Die Spektralempfindlichkeit des Halbleiterdetektors ist unveränderlich und durch den Herstellungsprozess festgelegt.

Ziele und Arbeitsprogramm

Ziel der Forschungsarbeiten ist die Entwicklung von planar integrierbaren colorimetrischen Halbleitersensoren für den NUV/VIS/NIR-Bereich.  Dazu werden in der zweiten Projektphase zwei Ansätze verfolgt: zum einen wird die Entwicklung und Untersuchung von 2-Terminal Halbleiterbauelementen aus amorphem Silizium (a-Si) mit möglichst kontinuierlich durchstimmbarer Spektralempfindlichkeit weitergeführt. Diese Arbeiten umfassen auch schaltungstechnische Ansätze zur Performanceoptimierung der Sensordioden. Des Weiteren werden hybride Graphen-basierte Technologien und 3-Terminal a-Si Devices entwickelt, die eine Erweiterung des Spektralbereiches, eine parallele Auslese mehrerer Spektralkanäle und eine bessere spektrale Differenzierung ermöglichen.

Surface of the in-situ structured ZnO:Al front contact. Deposition scheme of an optimized color recognition variospectral p–i–n photo detectors