Forskningsgruppe skaber meget følsom fotodetektor fra grafen og kvantepunkter

(Phys.org) - Det er lykkedes forskere i Spanien at opbygge en fotodetektor, der er en milliard gange mere følsom end andre sådanne detektorer baseret på grafen og kunne indvarsle brugen af ​​grafenbaserede lyssensorer og solceller. Holdet, fra Institut de Ciencies Fotoniques, i Barcelona, beskrive deres forskning og resultater i et papir, de har offentliggjort i tidsskriftet Naturnanoteknologi .

Startende med tanken om, at grafen, det berygtede enkelt carbonatom tykke vidundermateriale, skulle lave en god fotodetektor, teamet begrundede, at alt hvad der var nødvendigt var et middel til at tvinge mere lysabsorbering, den eneste del af lysfølelsesprocessen, at grafen ikke gør det godt (det er kun 3% effektivt). At hjælpe, forskerne vendte sig til kvantepunkter, som er krystaller i nanoskala, der har den unikke egenskab at absorbere forskellige bølgelængder af lys afhængigt af deres størrelse.

I det væsentlige, fotodetektorer er ikke andet end enheder, der konverterer små mængder lys til meget små mængder elektricitet. Denne elektricitet kan derefter måles for at bestemme, hvor meget lys der har ramt enheden eller brugt direkte til at forårsage anden handling, såsom at hjælpe med at producere fotografiske billeder.

For at bygge deres fotodektor, holdet lavede først et grafensubstrat ved hjælp af standard grafitklæbende tape -procedure, hvortil de anbragte bittesmå guldelektroder ved hjælp af nanoskala litografi. Efter det, de påførte bly -sulfidkrystaller på deres enhed via en sprayflaske. Fordi krystallerne ikke blev filtreret, de kom i forskellige størrelser, som tegnede sig for stort set alle de forskellige bølgelængder af lys. Efter det, alt, hvad der var nødvendigt, var at skinne forskellige bølgelængder af lys på deres fotodetektor og måle modstand og mængden af ​​elektricitet, der produceres ved hjælp af elektroderne. De bemærker, at det krævede en vis indsats at finde den helt rigtige kombination af materialer, når man lavede kvanteprikkerne for at sikre maksimal ligandudveksling mellem prikkerne og grafen for at muliggøre en effektiv udveksling af ladningsbærere. Efter test og tuning fandt teamet ud af, at de var i stand til at opnå 25% intern kvanteeffektivitet.

På grund af deres resultater, teamet mener, at nye enheder baseret på deres fotodetektor kunne bygges, såsom digitale kameraer, nattesynsbriller eller mange andre sanseapplikationer. De planlægger derefter at bygge en større detektor for at bestemme muligheden for at skalere deres detektor til applikationsstørrelser i den virkelige verden.

© 2012 Phys.Org