Eric Bonvin está atualmente trabalhando no laboratório de László Forró na EPFL. Um suíço-americano, ele nasceu na área de Lausanne, e cresceu na Suíça, Alemanha. Seu projeto de verão visa desenvolver detectores de luz ultrassensíveis que podem, teoricamente, captar um único fóton. Para fazer isso, Bonvin recebe a difícil tarefa de combinar dois dos materiais mais interessantes:grafeno e perovskita.

O grafeno é o material da ficção científica:o material mais forte conhecido, ele também tem propriedades elétricas excepcionais - se não exóticas, e possivelmente até além disso. Quanto aos perovskitas, sua capacidade de converter luz em corrente elétrica os colocou firmemente entre os melhores materiais para painéis solares eficientes.

Depois de se formar em uma escola secundária suíça, Bonvin começou a estudar física na EPFL. Ele passou os primeiros dois anos do bacharelado lá, o terceiro ano em um programa de intercâmbio que o levou à Carnegie Mellon University em Pittsburgh.

Retornando à EPFL para seu Mestrado em Engenharia Física, realizou um projeto de primeiro ano sobre grafeno no Laboratório de Física da Matéria Complexa de László Forró. Tendo terminado seu mestrado, ele continuará no laboratório durante o verão para desenvolver o projeto em profundidade.

"Meu projeto é sobre a criação de fotodetectores para uso em condições de pouca luz, "ele diz." Estou combinando grafeno e perovskita - dois materiais que despertaram o interesse de pesquisadores na última década - para criar dispositivos que são dez milhões de vezes mais sensíveis à luz do que fotodetectores de silício regulares - a tecnologia padrão usada hoje ." Em teoria, a eficiência de tais materiais é alta o suficiente para detectar um único fóton - "mesmo em temperatura ambiente", diz Endre Horvath, quem lidera o projeto em que Eric trabalha.

Para criar esses sistemas sensíveis, Bonvin desenvolveu pela primeira vez um método para cultivar perovskita de uma solução em nanofios finos diretamente no topo das folhas de grafeno. Esta etapa é crucial, como a sensibilidade à luz dos dispositivos depende da forma como os nanofios são estruturados; a arquitetura é a chave para a fotodetecção ideal.

Apesar disso, fazer isso é um desafio. Ao desenvolver seu próprio método, Bonvin tirou proveito da experiência do laboratório em microfabricação de nanofios. O processo envolveu máquinas de alta precisão e muitas tentativas e erros, mas no final, Bonvin viu seus nanofios de grafeno-perovskita crescendo em lindas linhas retas. "O método de crescimento é controlável, reproduzível, barato e escalável, "ele diz entusiasmado." É ideal para processamento em grande escala. "

Os próprios dispositivos são microfabricados na sala limpa do Centro de MicroNanoTecnologia da EPFL. A razão para microfabricá-los é para melhorar a eficiência do dispositivo, como dispositivos menores são menos propensos a conter impurezas, e pode, portanto, alcançar maior eficiência. A microfabricação também permite que os dispositivos sejam projetados de uma forma que realmente inclua poucos nanofios. Isso também reduz a probabilidade de impurezas, levando a maiores eficiências.

Esses fotodetectores ultrassensíveis têm várias aplicações. Isso inclui sistemas de visão noturna, Tomógrafos, detectores usados ​​em experimentos de aceleradores de partículas e até mesmo sistemas de computação quântica à base de luz, que requerem a detecção de fótons únicos. "Acho que nossos detectores podem realmente fazer isso, "diz Bonvin.

Ainda mais exoticamente, os detectores podem ser usados ​​em telescópios espaciais, que detectam sinais fracos de galáxias distantes em todo o espectro eletromagnético. "Nossos detectores respondem a uma grande parte do espectro, do infravermelho próximo até os raios-X. Isso significa que precisaríamos apenas de um detector para fazer um trabalho que hoje exige vários detectores. "

O projeto de Bonvin oferece um método de desenvolvimento de detectores ultrassensíveis, combinando dois materiais de fabricação barata. "No futuro, Eu gostaria de ver um maior desenvolvimento desses tipos de fotodetectores - e, possivelmente, ver as primeiras aplicações deles aparecerem. "

Bonvin está atualmente procurando um cargo de PhD na área de física do estado sólido. Mas este projeto de verão já o colocou em um caminho profissional. “Ao longo do projeto, I learned a lot about photodetectors, graphene and perovskites. Next I would like to go even further and design new devices that work with the same underlying principles but with an optimized architecture. I have acquired many microfabrication skills that I will be able to apply in all sorts of projects in the future."