Em recente publicação na revista Advanced Materials , uma equipe de físicos e químicos da TU Dresden apresenta um sensor orgânico de filme fino que descreve uma maneira completamente nova de identificar o comprimento de onda da luz e atinge uma resolução espectral abaixo de um nanômetro. Como componentes integrados, os sensores de película fina podem eliminar a necessidade de espectrômetros externos no futuro. Um pedido de patente já foi registrado para a nova tecnologia.
A espectroscopia compreende um grupo de métodos experimentais que decompõem a radiação de acordo com uma propriedade específica, como comprimento de onda ou massa. É considerado um dos métodos analíticos mais importantes na pesquisa e na indústria. Os espectrômetros podem determinar cores (comprimentos de onda) de fontes de luz e são usados ​​como sensores em várias aplicações, como medicina, engenharia, indústria alimentícia e muito mais. Os instrumentos comercialmente disponíveis são geralmente relativamente grandes e muito caros. Eles são principalmente baseados no princípio do prisma ou grade:a luz é refratada e o comprimento de onda é atribuído de acordo com o ângulo de refração.

No Instituto de Física Aplicada (IAP) e no Centro Integrado de Física Aplicada e Materiais Fotônicos de Dresden (IAPP) da TU Dresden, esses componentes de sensores baseados em semicondutores orgânicos vêm sendo pesquisados ​​há anos. Com as spin-offs Senorics e PRUUVE, duas tecnologias já foram desenvolvidas rumo à maturidade do mercado. Agora, pesquisadores do IAP e do IAPP, em cooperação com o Institute of Physical Chemistry, desenvolveram um sensor de filme fino que descreve uma maneira completamente nova de identificar o comprimento de onda da luz e, devido ao seu pequeno tamanho e custo, tem vantagens claras em espectrômetros comercialmente disponíveis.

O princípio de operação dos novos sensores é o seguinte:A luz de comprimento de onda desconhecido excita materiais luminescentes em um filme fino como um fio de cabelo. O filme consiste em uma mistura de entidades de brilho longo (fosforescente) e de brilho curto (fluorescente), que absorvem a luz sob investigação de diferentes maneiras. A intensidade do brilho residual pode ser usada para inferir o comprimento de onda da luz de entrada desconhecida.

"Nós exploramos a física fundamental dos estados excitados em materiais luminescentes", explica Anton Kirch, doutorando do IAP. "A luz de diferentes comprimentos de onda excita em tal sistema, quando devidamente composta, certas proporções de estados de spin tripleto de vida longa e singleto de vida curta. E revertemos essa dependência. Ao identificar as frações de spin usando um fotodetector, podemos identificar comprimentos de onda de luz ."

"A grande força da nossa aliança de pesquisa aqui em Dresden são nossos parceiros", diz o Prof. Sebastian Reineke, que coordenou o projeto. "Junto com os grupos do Prof. Alexander Eychmüller da Físico-Química e Karl Leo, professor de Optoeletrônica, podemos realizar todas as etapas de fabricação e análise por conta própria, começando com a síntese de materiais e processamento de filmes e terminando com a fabricação do detector orgânico. "

Dr. Johannes Benduhn é líder do grupo de Sensores Orgânicos e Células Solares no IAP:"Fiquei muito impressionado que um simples filme fotoativo combinado com um fotodetector pode formar um dispositivo de alta resolução."

Usando essa estratégia, os cientistas alcançaram uma resolução espectral subnanométrica e rastrearam com sucesso pequenas mudanças de comprimento de onda de fontes de luz. Além de caracterizar as fontes de luz, os novos sensores também podem ser usados ​​na proteção contra falsificação. "Os sensores pequenos e baratos podem ser usados, por exemplo, para verificar de forma rápida e confiável notas ou documentos para determinados recursos de segurança e, assim, determinar sua autenticidade, sem a necessidade de tecnologia de laboratório cara", explica Anton Kirch. + Explorar mais

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