Uma equipe de pesquisa da DGIST revelou um novo fotodiodo de alto desempenho que reduz a espessura para um sexto dos fotodiodos de silício convencionais. De acordo com os pesquisadores, eles trabalharam para desenvolver uma tecnologia para aumentar a estabilidade e o desempenho dos fotodiodos usando nanocristais de perovskita cúbicos. A aplicação desta tecnologia em fotodiodos futuros contribuirá para os campos que requerem alta acumulação e resolução.

Fotodiodos de silício, as unidades básicas de conversão fotoelétrica de sensores de imagem, são considerados o esteio para uma variedade de aplicações de imagem devido ao seu baixo ruído, ampla absorção de largura de banda, e alta freqüência de operação. Apesar disso, os fotodiodos de silício atualmente em uso na indústria têm aprimoramento de resolução limitado devido à sua espessura, superior a 3 micrômetros (μm). Perovskita, que é um dos principais materiais substitutos, absorve bem a luz, mas era difícil colocá-lo em uso prático devido à sua baixa estabilidade.

Como forma de superar as desvantagens dos materiais existentes, O professor Chung prestou atenção ao fato de que a perovskita de iodeto de césio e chumbo (CsPbI3) mantém a estabilidade na forma de nanocristais cúbicos. A equipe de pesquisa desenvolveu um novo tipo de fotodiodo de película fina utilizando nanocristais de perovskita e iodeto de césio e chumbo cúbicos e compostos de enxofre entre os eletrodos do fotodiodo. Os fotodiodos desenvolvidos pela equipe melhoraram a estabilidade por meio de reações ácido-base entre os íons de prumo (Pb2 +) e os ânions de enxofre (S2-).

Neste estudo, o fotodiodo de película fina de 0,5 micrômetro otimizado demonstrou uma sensibilidade de 1,8 × 1012 Jones, semelhante a um fotodiodo de silício. Além disso, foi operado de forma estável por mais de 10 horas, mesmo sob as condições adversas de umidade relativa de mais de 80 por cento.

Os pesquisadores sugeriram um método para melhorar a estabilidade de vários dispositivos ópticos, como diodos emissores de luz e células solares usando perovskita, bem como fotodiodos. Além disso, Espera-se que os nanocristais de perovskita e iodeto de césio e chumbo sejam usados ​​em vários campos onipresentes, pois podem ser processados ​​em baixas temperaturas.

“Os fotodiodos pequenos e de alto desempenho desenvolvidos por esta pesquisa serão aplicáveis ​​a veículos autônomos, campos de exploração militar e espacial que requerem alta acumulação e resolução, "disse o professor Chung." Continuaremos a liderar a quarta revolução industrial, desenvolvendo produtos de baixo custo, alta eficiência, e sensores de imagem de alta estabilidade usando fotodiodos perovskita. "