No âmbito dos Programas de Pesquisa Básica Estratégica da JST, Ayumi Ishii, pesquisadora do PRESTO, (Toin University of Yokohama, conferencista especialmente nomeado) desenvolveu um fotodiodo usando um filme cristalino composto de compostos de perovskita de chumbo com moléculas quirais orgânicas para detectar luz polarizada circularmente sem um filtro.

Uma tecnologia para detectar 'polarização, 'ou direção de oscilação da luz pode visualizar superfícies de objetos com danos, objetos estranhos, e distorções. Além disso, detecção de luz polarizada circularmente, ou o campo elétrico rotativo da luz nos permite identificar a intensidade do estresse e a distribuição dos objetos. Fotodiodos convencionais para aplicações de câmera ou sensor não podem detectar a polarização da luz diretamente, e portanto, vários tipos de filtros devem ser colocados na parte superior do dispositivo para separar as informações de polarização espacialmente. Essas estruturas causam perdas substanciais de sensibilidade e resolução na detecção de luz, especialmente a detecção de luz circularmente polarizada é até agora considerada difícil. Assim, tem sido muito desejado desenvolver um novo sensor para detecção de luz polarizada circularmente sem quaisquer filtros.

No presente estudo, Dr. Ishii preparou um filme cristalino quiral híbrido orgânico-inorgânico que consiste em compostos de perovskita de chumbo e moléculas orgânicas com quiralidade, que não pode ser sobreposta à sua imagem no espelho, como as mãos direita e esquerda. Este estudo exibiu que o filme híbrido forma uma estrutura de cadeia helicoidal unidimensional (1D) e a direção espiral permite a absorção seletiva de luz polarizada circularmente à esquerda ou à direita. O fotodiodo baseado neste filme cristalino quiral 1D detectou com sucesso a direção rotacional da luz polarizada circularmente sem um filtro. A razão de sensibilidades entre as detecções de luz polarizada circularmente para canhotos e destros alcançou o valor mais alto do mundo de 25 ou mais para um detector de polarização circular sem filtro.

A detecção direta de luz polarizada circularmente sem um filtro, como mostrado no presente resultado, permite maior sensibilidade e miniaturização dos fotodetectores. Prevê-se que ele se torne uma nova tecnologia de sensor que alcançaria a aquisição de uma informação anteriormente não identificada e o reconhecimento de estresse.