Teknologi berkembang pesat, dan sistem pencitraan generasi berikutnya menjadi lebih umum dalam perangkat pintar, robotika, perawatan kesehatan, kamera keamanan, dan aplikasi realitas terluas (XR).

Sistem ini mengandalkan sensor gambar yang sangat efisien, yang menangkap dan mengubah cahaya menjadi sinyal listrik untuk memproses informasi visual secara akurat.

Saat ini, sebagian besar sensor gambar terbuat dari semikonduktor silikon.

Namun, para peneliti sedang menjajaki penggunaan nanomaterial semikonduktor dua dimensi (2D) sebagai pengganti potensial.

Material ini hanya setebal beberapa nanometer dan menawarkan sifat optik yang luar biasa, sehingga ideal untuk sensor gambar yang ringkas dan berkinerja tinggi.

Meskipun berpotensi, sensor berbasis semikonduktor 2D menghadapi tantangan besar: elektrodanya sering kali memiliki resistansi tinggi, yang mengurangi kemampuannya untuk memproses sinyal optik secara efisien. Keterbatasan ini membuat komersialisasi menjadi sulit.

Tim peneliti yang dipimpin oleh Dr. Do Kyung Hwang dan Dr. Min-Chul Park dari Institut Sains dan Teknologi Korea (KIST) kini telah mengembangkan solusi inovatif.

Mereka menciptakan material elektroda khusus yang disebut Conductive-Bridge Interlayer Contact (CBIC), yang secara drastis meningkatkan kinerja sensor gambar berbasis semikonduktor 2D. Penelitian mereka dipublikasikan di Nature Electronics.

Kunci keberhasilan mereka adalah penambahan nanopartikel emas ke elektroda.

Partikel emas kecil ini secara signifikan mengurangi resistansi, sehingga meningkatkan efisiensi pemrosesan sinyal optik.

Tim tersebut juga memecahkan masalah umum yang disebut Fermi level pinning, yang telah lama menjadi penghalang untuk meningkatkan perangkat semikonduktor.

Salah satu aspek paling menarik dari penelitian ini adalah penerapannya dalam pencitraan 3D.

Terinspirasi oleh mata majemuk capung, tim tersebut mengembangkan teknologi pencitraan integral, yang memungkinkan mereka untuk menangkap dan mereproduksi gambar 3D penuh warna tanpa memerlukan kacamata khusus.

Terobosan ini dapat mengarah pada kemajuan baru dalam teknologi tampilan dan visualisasi 3D.

Ke depannya, sensor gambar yang disempurnakan ini dapat digunakan dalam berbagai industri, termasuk kecerdasan buatan (AI), kendaraan otonom, dan perangkat XR canggih.

“Dengan memecahkan masalah terkait elektroda dalam perangkat semikonduktor 2D, penelitian kami dapat mempercepat komersialisasi teknologi pencitraan generasi berikutnya,” kata Dr. Do Kyung Hwang.

Ia juga mencatat bahwa material elektroda baru mudah diproduksi dan dapat ditingkatkan untuk aplikasi area yang luas.

Dr. Min-Chul Park menekankan dampak yang lebih luas dari pekerjaan mereka.

“Perangkat optoelektronik berbasis semikonduktor 2D yang mengatasi pinning level Fermi akan memainkan peran penting dalam industri yang membutuhkan sensor visual yang sangat ringkas, beresolusi tinggi, dan berkinerja tinggi.”

Dengan kemajuan ini, masa depan teknologi pencitraan tampak menjanjikan, menawarkan sensor yang lebih efisien dan ringkas untuk perangkat pintar dan aplikasi pencitraan generasi berikutnya.