Fotodetectors més moderns, barats i avançats, gràcies a una tècnica desenvolupada en el Parc Científic
Una col·laboració públic-privada entre l'empresa Intenanomat i l'Institut de Ciències dels Materials de la Universitat de València –ambdues entitats en el Parc Científic de la institució acadèmica– ha desenvolupat una tecnologia de fotodetecció alternativa més simple, amb menor cost, escalable i amb prestacions superiors a les de les tecnologies usades actualment. Publicat en la revista ‘RSC Advances’, el treball suposarà un salt qualitatiu en el desenvolupament de sensors químics i biosensors, així com en comunicacions òptiques.
L'empresa Intenanomat S.L. i la Unitat de Materials i Dispositius Optoelectrònics (UMDO) de l'Institut de Ciència dels Materials de la Universitat de València (ICMUV) han desenvolupat una tecnologia per a la fabricació de fotodetectors d'infraroig proper basats en sòlids o capes autoordenades de punts quàntics de sulfur de plom (PbS). Es tracta d'una tecnologia de fotodetecció alternativa més simple, amb menor cost, escalable i amb prestacions similars o superiors a les tecnologies usades actualment, a més de ser compatible amb el processament de silici.
Publicat en la revista RSC Advances, el treball obri la porta al desenvolupament de dispositius comercials d'òptica integrada, més moderns i barats, que suposaran un salt qualitatiu en el desenvolupament de sensors químics i biosensors, així com en comunicacions òptiques.
En general, un fotodetector consisteix en una material fotosensible que absorbeix llum i la converteix en un senyal elèctric. A dia d'avui, els fotodetectors convencionals es fabriquen amb semiconductors monocristalins tals com silici, germani o Ga As, servint els dos últims per a detectar llum en el rang de l'infraroig pròxim. No obstant açò, la fabricació d'aquests dispositius implica alts costos de fabricació, altes temperatures de processament, incompatibilitat amb substrats de silici i flexibles, limitació en el rang espectral de detecció i refrigeració per a operar eficientment.
Per aquesta raó, els punts quàntics col·loidals són una òptima alternativa per a ser integrats com a material actiu en fotodetectors. En primer lloc, són materials de baix cost i processables des de dissolució, cosa que els converteix en fàcilment aplicables a diferents substrats, flexibles o rígids. A més, les seues propietats òptiques, com l'absorbància i luminescència, poden ser sintonitzades en un ampli rang espectral variant la grandària de partícula durant la síntesi. Açò permet fotodetecció en diferents finestres de l'espectre electromagnètic (multiespectral) depenent de l'aplicació i eliminant la necessitat de filtres.
En aquest treball, l'equip ha sigut capaç de sintetitzar i formular específicament tintes basades en punts quàntics de PbS estables i d'alta qualitat, que poden ser aplicades en diferents substrats per mètodes de deposició directa, com la tècnica Doctor Blading la qual permet cobrir grans àrees permetent l'escalat d'aquesta tecnologia i reduint significativament els temps de processament i material.
Una vegada formada la capa, que ha de ser el més ordenada possible, aquesta ha de ser tractada químicament per a reduir la distància entre els punts quàntics i acoblar-los electrònicament. Com a resultat d'açò, el sòlid de punts quàntics es fa més conductor permetent una conversió més eficient de llum en fotocorrent.
El treball és resultat d'una col·laboració entre el grup UMDO (www.uv.es/umdo) i l'empresa Intenanomat (www.intenanomat.es), en el marc dels dos últims projectes nacionals de recerca del programa TEC i en el projecte europeu Navolchi. Per part de UMDO, participen en la recerca Alberto Maulu, Juan Navarro, Raúl García-Calçada i Juan Francisco Sánchez Royo, coordinats per Juan P. Martínez Pastor (Universitat de València). Per part de Intenanomat, participen Pedro Javier Rodríguez Cantó i Rafael Abargues.
