Usando tapetes de nanotubos de carbono alinhados, pesquisadores da Rice University e do Sandia National Laboratories criaram um dispositivo eletrônico de estado sólido que é conectado para detectar luz polarizada em uma ampla faixa do espectro visível e infravermelho.

A pesquisa está disponível online no jornal da American Chemical Society ACS Nano .

"Detectar luz polarizada é extremamente útil, "disse Junichiro Kono de Rice, professor de engenharia elétrica e da computação e de física e astronomia. "Muitos animais e insetos podem ver a luz polarizada e usá-la para navegação, comunicação e muito mais. Os humanos não podem ver a luz polarizada, portanto, contamos com dispositivos para fazer isso por nós. "

A maioria dos dispositivos não consegue detectar luz polarizada diretamente. Em vez de, os engenheiros colocam uma grade ou filtro na frente do detector.

"Nosso fotodetector distingue luz polarizada intrinsecamente, muito parecido com os fotorreceptores nos olhos dos animais e insetos que vêem a luz polarizada, "disse François Léonard dos Laboratórios Nacionais Sandia, um dos principais pesquisadores do estudo.

A luz polarizada consiste em ondas eletromagnéticas individuais oscilando paralelamente umas às outras. O efeito é criado quando a luz é refletida de um material transparente, é por isso que os óculos de sol polarizados reduzem o brilho da água, vidro e outras superfícies. Os astrônomos usam luz polarizada de várias maneiras, e há uma série de aplicações para a polarimetria nas comunicações e nas forças armadas.

O novo fotodetector de Rice é o mais recente desenvolvimento de uma colaboração entre Rice e Sandia no âmbito do programa do Instituto Nacional de Nanoengenharia de Sandia, que é financiado pelo Departamento de Energia. Em fevereiro, Kono, Léonard e colegas descreveram um novo método para fazer fotodetectores a partir de tapetes de nanotubos de carbono - longo, tubos estreitos de carbono puro que são quase tão largos quanto uma fita de DNA.

Os tapetes de nanotubos usados ​​nos fotodetectores são cultivados no laboratório do químico Robert Hauge, da Rice, que foi o pioneiro em um processo de cultivo de nanotubos densamente compactados em superfícies planas. Xiaowei He, um estudante de graduação no grupo de Kono, descobriu uma maneira de usar o filme de Teflon para achatar esses nanotubos compactados de modo que fiquem alinhados na mesma direção. Cada tapete contém dezenas de variedades de nanotubos, e cerca de dois terços das variedades são semicondutores. Como cada uma das variedades semicondutoras interage com um comprimento de onda de luz específico, A equipe de Kono foi capaz de mostrar em seu trabalho anterior que o achatado, tapetes alinhados de nanotubos podem servir como fotodetectores de amplo espectro.

No ACS Nano estude, autor principal Ele usou substâncias químicas chamadas "dopantes" para alterar as propriedades elétricas dos tapetes de nanotubos. Ele criou dois tipos de carpete, um com portadores carregados positivamente (tipo p) e outro com portadores carregados negativamente (tipo n). Sobrepondo as seções desses dois, Ele e seus colegas criaram um dispositivo chamado junção p-n, que é um bloco de construção fundamental da microeletrônica.

"Nosso trabalho fornece um novo caminho para a realização de fotodetectores sensíveis à polarização que podem ser ativados em superfícies flexíveis ou não planas, " Ele disse.