Ultradunne, energiezuinige fotodetector geïntegreerd met Gorilla Glass

Fotodetectoren — ook wel fotosensoren genoemd — dragen bij aan het gemak van het moderne leven. Ze zetten lichtenergie om in elektrische signalen om taken uit te voeren zoals het openen van automatische schuifdeuren en het automatisch aanpassen van de schermhelderheid van een mobiele telefoon in verschillende lichtomstandigheden. Onderzoekers bevorderen het gebruik van fotodetectoren door de technologie te integreren met duurzaam Gorilla-glas, het materiaal dat wordt gebruikt voor smartphoneschermen dat wordt vervaardigd door Corning Incorporated.

Het vervaardigen en schalen van fotodetectoren op glas moet gebeuren met relatief lage temperaturen (het glas degradeert bij hoge temperaturen) en moet ervoor zorgen dat de fotodetector op glas kan werken met minimale energie. Om de eerste uitdaging te overwinnen, hebben de onderzoekers vastgesteld dat de chemische verbinding molybdeendisulfide het beste materiaal was om als coating op het glas te gebruiken.

Het team gebruikte een chemische reactor van 600 °C - een temperatuur die laag genoeg is om het Gorilla-glas niet aan te tasten - om de verbinding en het glas samen te smelten. De volgende stap was om van het glas en de coating een fotodetector te maken door er een patroon van te maken met behulp van een conventioneel lithografie-instrument met elektronenstralen. Het team testte het glas met groene LED-verlichting, die een natuurlijkere lichtbron nabootst, in tegenstelling tot laserverlichting die vaak wordt gebruikt in soortgelijk opto-elektronica-onderzoek.

De ultradunne behuizing van de molybdeendisulfide-fotodetectoren zorgt voor een betere elektrostatische controle en zorgt ervoor dat deze met een laag vermogen kan werken - een cruciale behoefte voor de slimme glastechnologie van de toekomst. De fotodetectoren moeten werken op beperkte of ontoegankelijke locaties die van nature geen toegang hebben tot bronnen van onbeperkte elektriciteit. Daarom moeten ze vertrouwen op het vooraf opslaan van hun eigen energie in de vorm van wind- of zonne-energie.

Indien commercieel ontwikkeld, kan slim glas leiden tot technologische vooruitgang in uiteenlopende sectoren van de industrie, waaronder productie, civiele infrastructuur, energie, gezondheidszorg, transport en ruimtevaarttechniek. De technologie kan worden toegepast in biomedische beeldvorming, beveiligingstoezicht, omgevingsdetectie, optische communicatie, nachtzicht, bewegingsdetectie en systemen voor het vermijden van botsingen voor autonome voertuigen en robots. Slim glas op voorruiten van auto's kan zich aanpassen aan tegemoetkomende grootlichtkoplampen tijdens het rijden 's nachts door automatisch de dekking te verschuiven met behulp van de technologie.