Meget følsom registrering af cirkulært polariseret lys uden filter

Under JST strategiske grundforskningsprogrammer, PRESTO -forsker Ayumi Ishii, (Toin University of Yokohama, specielt udpeget underviser) har udviklet en fotodiode ved hjælp af en krystallinsk film sammensat af blyperovskitforbindelser med organiske chirale molekyler til at detektere cirkulært polariseret lys uden filter.

En teknologi til at opdage 'polarisering, 'eller lysets svingningsretning kan visualisere objektoverflader med skader, fremmedlegemer, og forvrængninger. Desuden, påvisning af cirkulært polariseret lys, eller roterende elektrisk lysfelt gør det muligt for os at identificere stressintensitet og fordeling af objekter. Konventionelle fotodioder til kamera- eller sensorapplikationer kan ikke registrere polarisering af lys direkte, og derfor, forskellige typer filtre skal fastgøres oven på enheden for at adskille oplysningerne om polarisering rumligt. Disse strukturer forårsager betydelige tab af følsomhed og opløsning i lysdetektering, især påvisning af cirkulært polariseret lys anses hidtil for vanskelig. Dermed, det har været meget ønsket at udvikle en ny sensor til påvisning af cirkulært polariseret lys uden filtre.

I denne undersøgelse, Dr. Ishii fremstillede en organisk-uorganisk hybrid chiral krystallinsk film bestående af blyperovskitforbindelser og organiske molekyler med kiralitet, som ikke kan overlejres på sit spejlbillede som højre og venstre hånd. Denne undersøgelse viste, at hybridfilmen danner en spiralformet endimensionel (1D) kædestruktur, og spiralretningen muliggør selektiv absorption af venstre- eller højrehåndet cirkulært polariseret lys. Fotodioden baseret på denne 1D kirale krystallinske film detekterede med succes rotationsretning for cirkulært polariseret lys uden filter. Forholdet mellem følsomheder mellem venstre- og højrehåndede cirkulært polariserede lysdetektioner opnåede verdens højeste værdi på 25 eller højere for en filterløs cirkulær polarisationsdetektor.

Direkte påvisning af cirkulært polariseret lys uden filter som vist i det foreliggende resultat muliggør højere følsomhed og miniaturisering af fotodetektorer. Det forventes at blive en ny sensorteknologi, der ville opnå erhvervelse af en tidligere uidentificeret information og genkendelse af stress.