Um novo material tem o potencial de melhorar a sensibilidade dos sensores de imagem fotográfica por um fator de cinco. Em 2011, uma equipe da EPFL liderada por Andras Kis descobriu as incríveis propriedades semicondutoras da molibdenita (MoS ₂ ), e eles têm explorado seu potencial em várias aplicações tecnológicas desde então. Este candidato promissor para substituir o silício agora foi integrado em um protótipo de um sensor de imagem. Este sensor, descrito em um artigo que aparece em Nature Nanotechnology , tem cinco vezes a sensibilidade à luz da tecnologia atual.

Todas as câmeras digitais funcionam de acordo com o mesmo princípio:elas convertem luz em carga elétrica. A câmera tem um sensor de luz, cuja superfície é um material semicondutor dividido em milhões de células, ou pixels. O material semicondutor em cada célula reage à luz que entra, gerando uma carga elétrica específica, que é então transferido para o firmware da câmera para processamento. A eficiência desse processo depende da quantidade de luz necessária para acionar a transferência de carga.

O registro de pixels de todos os tempos

O objetivo dos pesquisadores da EPFL era demonstrar o potencial da molibdenita em sensores de imagem. Por esta razão, seu sensor tem apenas um único pixel. Mas ele precisa de cinco vezes menos luz para acionar uma transferência de carga do que os sensores baseados em silício que estão disponíveis atualmente. “Nosso principal objetivo é provar que o MoS ₂ é um candidato ideal para este tipo de aplicativo, "explica Kis.

Este nível de sensibilidade abriria a enorme área de fotografia noturna ou com pouca luz, sem recorrer a técnicas de amplificação geradoras de "ruído", diminuir a velocidade do obturador ou usar um flash. Para alguns domínios especializados em que as condições de luz muitas vezes não são ideais, como astrofotografia ou imagens biológicas, a vantagem é ainda mais óbvia. "Isso tornaria possível tirar fotos usando apenas a luz das estrelas, "diz Kis.

Um material revolucionário

As propriedades extraordinárias da molibdenita tornam esse desempenho possível. Como o silício usado em sensores disponíveis atualmente, molibdenita requer uma corrente elétrica, que vem da bateria. Para gerar um pixel, a carga gerada pela energia da luz deve ser maior do que a corrente de limiar da bateria.

Uma camada de um átomo de molibdenita requer apenas uma carga elétrica muito pequena para funcionar. Por causa disso, leva muito menos energia de luz para atingir o limite necessário para gerar um pixel. MoS2 é naturalmente abundante, material barato. Além disso, Kis explica, o protótipo não requer nenhum outro semicondutor, o que deve simplificar muito os processos de fabricação. Kis, que é um pioneiro na pesquisa sobre a semicondutividade da molibdenita, recentemente demonstrou seu potencial em um circuito integrado e, no início de 2013, um protótipo de memória flash. Com esta nova etapa na geração de imagens, a molibdenita mostra seu extraordinário potencial em outra importante área de aplicação.