在过去的40年中，微电子凭借硅和金属氧化物半导体（CMOS）技术的飞跃性发展，实现了计算、智能手机、紧凑型和低成本的数码相机以及我们依赖的大多数今天的电子产品。
然而，由于将非硅半导体与CMOS相结合的困难，该技术在微电路和可见光相机以外的应用受到阻碍。
IFCO研究人员现在克服了这一困难，首次实现了CMOS集成电路与石墨烯的单片集成，生产了基于石墨烯和量子点（QD）的数十万光电探测器组成的高分辨率图像传感器 。它们将其并入到对紫外线、可见光和红外光同时高度敏感的数码相机中。而这些从来没有在现有的成像传感器技术上实现过。这一技术使得石墨烯与CMOS的单片集成，可以实现广泛的应用于光电系统，如低功率光数据通信和紧凑型超敏感传感系统。
该研究发表在《Nature Photonics》中 ，并登上封面。这项工作由ICFO与Graphenea公司合作进行。通过采用PbS胶体量子点，将其沉积在CVD石墨烯上并随后将该混合系统沉积到具有图像传感器管芯和读出电路的CMOS晶片上，来制造石墨烯-量子点图像传感器。正如Stijn Goossens所说，实现这种石墨烯-量子点CMOS图像传感器不需要复杂的材料处理或生长工艺，在室温和环境条件下容易制造且便宜，这意味着生产成本大幅降低。此外，由于石墨烯的特殊性质，可以很容易地集成在柔性基板以及CMOS型集成电路上。
研究人员设计了扩展到光谱的短红外范围（1100-1900nm）的量子点，这样使得人们能够在黑暗和清澈的天空上演示和探测夜晚的大气变化，实现被动夜视。这种基于单片CMOS图像传感器的开发是低成本、高分辨率、高宽带和高光谱成像系统的里程碑。一般来说，石墨烯CMOS技术将可以广泛的应用于安全、安保、低成本的口袋和智能相机、消防系统、被动夜视和夜间监控摄像机、汽车传感器系统、医疗成像应用、食品和药物检验、对环境监测等等领域。
来源：phys.org。由Graphene石墨烯快讯独家翻译整理，转载请注明出处。也欢迎大家投稿、转载、留言以及互动，共同关注石墨烯的发展。
文章：Broadband image sensor array based on graphene–CMOS integration, Nature Photonics (2017)