Um sensor de protótipo de três pixels baseado em CIS, um composto bidimensional de cobre, átomos de índio e selênio, mostrou notável potencial por sua capacidade de capturar e reter luz em experimentos na Rice University. O material pode ser a base para futuros dispositivos de imagem plana. Crédito:Ajayan Group / Rice University
Um material atomicamente fino desenvolvido na Rice University pode levar à plataforma de imagem mais fina de todos os tempos.
Materiais sintéticos bidimensionais baseados em compostos de calcogeneto de metal podem ser a base para dispositivos superfinos, de acordo com pesquisadores de Rice. Um desses materiais, dissulfeto de molibdênio, está sendo amplamente estudado por suas propriedades de detecção de luz, mas o seleneto de cobre e índio (CIS) também mostra uma promessa extraordinária.
Sidong Lei, um estudante de pós-graduação no laboratório de arroz do cientista de materiais Pulickel Ajayan, CIS sintetizado, uma matriz de camada única de cobre, átomos de índio e selênio. Lei também construiu um protótipo - um de três pixels, dispositivo de carga acoplada (CCD) - para provar a capacidade do material de capturar uma imagem.
Os detalhes aparecem este mês na revista American Chemical Society Nano Letras .
Lei disse que o material da memória optoeletrônica pode ser um componente importante na eletrônica bidimensional que captura imagens. "CCDs tradicionais são grossos e rígidos, e não faria sentido combiná-los com elementos 2-D, "disse ele." CCDs baseados em CIS seriam ultrafinos, transparente e flexível, e são a peça que faltava para dispositivos como dispositivos de imagem 2-D. "
O dispositivo captura elétrons formados quando a luz atinge o material e os mantém até liberados para armazenamento, Lei disse.
Os pixels CIS são altamente sensíveis à luz porque os elétrons aprisionados se dissipam muito lentamente, disse Robert Vajtai, um membro sênior do corpo docente do Departamento de Ciência de Materiais e NanoEngenharia de Rice. "Existem muitos materiais bidimensionais que podem sentir a luz, mas nenhum é tão eficiente quanto este material, "disse ele." Este material é 10 vezes mais eficiente do que o melhor que vimos antes. "
O estudante de pós-graduação da Rice University Sidong Lei exibe um protótipo de três pixels feito com camadas atomicamente finas de CIS. O novo material desenvolvido na Rice mostra-se promissor para a eletrônica bidimensional. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University Um esquema mostra o projeto de um dispositivo de memória optoeletrônica baseado em CIS, um material bidimensional desenvolvido na Rice University. O dispositivo captura elétrons formados quando a luz atinge o material e os mantém até liberados para armazenamento; pode formar a base de futuros dispositivos de imagem plana. Crédito:Ajayan Group / Rice University
Porque o material é transparente, um scanner baseado em CIS pode usar luz de um lado para iluminar a imagem do outro para captura. Para aplicações médicas, Lei prevê o CIS sendo combinado com outros eletrônicos 2-D em pequenos dispositivos de bioimagem que monitoram as condições em tempo real.
Nos experimentos para o estudo recém-relatado, Lei e seus colegas cultivaram cristais sintéticos CIS, puxou folhas de camada única dos cristais e, em seguida, testou a capacidade das camadas de capturar luz. Ele disse que a camada tem cerca de dois nanômetros de espessura e consiste em uma rede de nove átomos de espessura. O material também pode ser cultivado por meio de deposição de vapor químico até um tamanho limitado apenas pelo tamanho do forno, Lei disse.
Os pesquisadores da Rice University fabricaram um pixel de três pixels, Matriz de sensores optoeletrônicos baseados em CIS para testar a capacidade do composto bidimensional de capturar informações de imagem. Eles começaram com CIS esfoliado de poucas camadas em um substrato de silício, fabricou três pares de eletrodos de titânio / ouro no topo do CIS e cortou o CIS em três seções com um feixe de íons focalizado. Crédito:Ajayan Group / Rice University
Porque é flexível, CIS também pode ser curvado para coincidir com a superfície focal de um sistema de lentes de imagem. Ele disse que isso permitiria a correção em tempo real de aberrações e simplificaria significativamente todo o sistema óptico.
