Revolutionaire ultra-dunne, energie-efficiënte fotodetector geïntegreerd met Gorilla Glass

Fotodetectors — ook wel fotosensoren genoemd — dragen bij aan het gemak van het moderne leven. Ze converteren lichtenergie naar elektriciteitssignalen om taken te voltooien zoals het openen van automatische Schuifdeuren en het automatisch aanpassen van de schermhelderheid van een smartphone in verschillende verlichtingsomstandigheden. Onderzoekers verbeteren het gebruik van fotodetectors door de technologie te integreren met duurzaam Gorilla Glas, het materiaal dat gebruikt wordt voor smartphone-schermen en geproduceerd wordt door Corning Incorporated.

Het fabriceren en schalen van fotodetectors op glas moet plaatsvinden 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, bepaalden de onderzoekers dat het chemische verbinding molybdeen-disulfide het beste materiaal was om als coating op het glas te gebruiken.

Het team gebruikte een chemische reactor bij 600 °C — een voldoende lage temperatuur om het Gorilla Glas niet te degraderen — om de verbinding en het glas te smelten. De volgende stap was het glas en de coating om te zetten in een fotodetector door het te patroneren met een conventioneel elektronenbundel-lithografie-instrument. Het team testte het glas met groene LED-verlichting, wat een meer natuurlijke lichtbron nabootst, in tegenstelling tot laserlicht dat vaak gebruikt wordt in vergelijkbaar opto-elektronica onderzoek.

De ultra-dunne body van de molybdeen-disulfide fotodetectors zorgt voor betere electrostatische controle en zorgt ervoor dat het kan werken met lage stroom — een kritische behoefte voor de slimme glas technologie van de toekomst. De fotodetectors moeten werken in bronnenbeperkte of onbereikbare locaties die van nature geen toegang hebben tot onbeperkte elektriciteitsbronnen. Daarom moeten ze vertrouwen op het vooraf opslaan van hun eigen energie in de vorm van wind- of zonne-energie.

Als commercieel ontwikkeld, kan slim glas leiden tot technologische vooruitgang in brede industriële sectoren inclusief productie, civiele infrastructuur, energie, gezondheidszorg, transport en luchtvaarttechniek. De technologie kan toegepast worden in biomedische imaging, beveiligingssurveillance, milieu-sensing, optische communicatie, nachtvisie, bewegingsdetectie, en botsingvermijdingssystemen voor autonome voertuigen en robots. Slim glas op autoruiten kan zich aanpassen aan tegenoverliggend hoog-licht bij nachtelijk rijden door automatisch de dekmaterie te verschuiven met de technologie.