论文题目：Non-volatile rippled-assisted optoelectronic array for all-day motion detection and recognition

发表期刊：Nature Communications IF: 17.65

DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-024-46050-z

　　【引言】

　　随着人工智能和信息技术的进步，运动检测和识别 (MDR) 技术在自动驾驶、安全监控、道路交通管制和军事相关等〖领域变得越来越重要。当前基于互补金属氧化物半导体 (CMOS) 图像传感器对运动检测存在着一些不足。例如，传感器对光线依△赖性强和缺乏数据处理能力。对光线的依赖导致了这些传感器仅在明亮的¤环境下能高效检测运动，在黑暗环境下表现不佳。缺乏数据处理能力会造成传感器无法提取和处理运⌒　动信息的问题。使得现有的传感器难以分析运动轨迹或识别具体物体。此外，将图像传感器的大量数据转换为数字形式以便进行数据传＠ 输和存储，也会导致时□　间和电力的浪费。

　　【成果简介】

　　为了解决上述在运动检测领域所存在的问题，2024年2月复旦大学相■关课题组联合中科院相关团队利用小¤型台式无掩膜直写光刻系统- MicroWriter ML3，将MoS₂二维材料制备出形变增强光电器件（RAO）。所制备出的器件仅能够实现持续可重◆构的非易失性正负光电导，还在室温下具有高的迁移率和光存储ω动态范围。由于所制备的RAO光电器件阵列模仿了蛇的视觉系统特性，可在〗全天候运动检测和识别 (MDR) 方面实现从可见光 (405 nm) 到近红外 (940 nm) 的宽带谱∴检测。相关工作以《Non-volatile rippled-assisted optoelectronic array for all-day motion detection and recognition》为题，在SCI期刊《Nature Communications》上发表。

　　文中使用的小型台式无掩膜直写光刻∩系统- MicroWriter ML3克服了传统光刻工艺中需要掩膜版的难题，通过电脑控制♂DMD微镜矩阵开关，经过光学系统调制，直接在光刻胶上曝光绘出所要的图〇案。与此同时，该设备还具备结卐构紧凑（70cm X 70cm X 70cm）、直写速度高，高分辨率（XY：<1 μm）等特点。采用集成化→设计，全▲自动控制，可靠性高，操作简便。凭借这些优势，MicroWriter ML3为本研究器件的成功制备提供了关键技术支▂持。

小型台式无掩膜直写光刻系▃统- MicroWriter ML3

　　【图文导读】

图1. RAO光电器件】结构示意图。（a）RAO光电器件的3D概念图，每一个单元构成图像中的一个像素。（b）由MicroWriter ML3所制备的RAO光电器件的光学表征结果。（c）RAO器件中MoS₂形变部分的扫描透射表征结果。（d）64个RAO光电单元▼的拉曼表征结果，和（e）RAO光电器件的拉曼图谱分析结果。（f）两种NV色心在RAO器件中『随时间的变化结果〖。（g）和（h）在光照条件下正负光电导的变化机理示意图。

图2. RAO光电器件的光电性能表征结果。（a）VDS为0.5V的条件下IDS随VBG的变化结果。（b）由光诱导的两种NV色心的状态统计。（c）RAO器件中电子迁移率的统计结果←。（d）RAO 阵列的阈值电压统计特性与迁移率的统计特性类似█，都服从正态分布。（e）和（f）每个像素最小和最大的IDS。(g) 本工作中电子迁移率与已报到工作相比较。(h) 本工作与之前工作中电子迁移率和厚度『间的比较。(i)本工作与他人工作中器件的光】学动态范围比较。

图3. 通过MicroWriter ML3制备的光电器件的光学和扫描电镜表征结果。（a），(b）和（c）为光学结果。（d），(e)和(f)为器件的扫描电○镜表征结果。

图4. 受到蛇眼启发的全天候运动检测︼系统。（a）和（b）蛇眼捕捉动态目标的原理。(c)在有足够光线∮条件下的RAO运动检测结果。（d）在光线不足条件下的检测结果。

　　【结论】

　　论文中，复旦大学和中科院的相关团队利用MicroWriter 小型台式无掩膜直写光刻〓系统- MicroWriter ML3制备了√基于MoS₂的二维光电检测器件。由于◣该器件利用了MoS₂的形变效应，显著提高了器件中的电子迁移率。与同类器件相比，论文中所制备出的光电检测器件光学检◤测范围更大，数据处理能力更强，功耗更低。该工作为需要进行◢全天候光学动态检测★的相关领域，提供了新的方案，更提供╳了新的解决思路。从论文中还可以看出，MicroWriter ML3无掩模光刻机得益于其强大的光刻和套刻能力，可以十分方便地╱实现实验中所设计图形的曝光，是各学科科研中制备各类微纳器件的得力∞助手。

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　　1. 小型台式无掩膜直写光刻系统- MicroWriter ML3：https://www.freecchost.com/product/20160315755.shtml