p Representação esquemática do processo tecnológico de fabricação de um fotodetector baseado em filme de Al2O3 com nanocristais de In2O3 sintetizados por feixe de íons (a-c), imagem microscópica eletrônica de um nanocristal de In2O3 (d), e a dependência espectral dos parâmetros fotodetectores. Crédito:Universidade Lobachevsky
p Uma equipe internacional de pesquisadores da Rússia e da Índia criou um fotodetector de UV de banda estreita baseado em nanocristais de óxido de índio embutidos em uma fina película de óxido de alumínio p Os pontos quânticos semicondutores (nanocristais de apenas alguns nanômetros de tamanho) têm atraído a atenção dos pesquisadores devido aos efeitos dependentes do tamanho que determinam suas novas propriedades elétricas e ópticas. Ao alterar o tamanho de tais objetos, é possível ajustar o comprimento de onda da emissão que eles absorvem, implementando assim fotodetectores seletivos, incluindo aqueles para radiação UV.
p Os fotodetectores UV de banda estreita encontram aplicação em muitas áreas, em particular na biomedicina, onde são usados para detecção de fluorescência ou fototerapia UV. Os materiais comumente usados na fabricação de tais fotorreceptores são óxidos e nitretos de banda larga, que oferecem maior faixa de temperatura de operação e transparência para luz visível e solar, além de menor tamanho do aparelho.
p O óxido de índio (In2O3) é um óxido semicondutor transparente de amplo bandgap com um band gap direto de cerca de 3,6 eV e um band gap indireto de ~ 2,5 eV. É bem conhecido que fotodetectores ultravioleta altamente sensíveis podem ser criados com base em In2O3.
p De acordo com Alexey Mikhaylov, chefe do laboratório do Instituto de Física e Tecnologia da UNN, pesquisadores, juntamente com seus colegas indianos do Indian Institute of Technology Jodhpur e do Indian Institute of Technology Ropar, conseguiram sintetizar nanocristais de In2O3 em um filme de óxido de alumínio (Al2O3) em silício por meio da implantação de íons de índio.
p A implantação de íons é um método básico na tecnologia eletrônica moderna, o que permite controlar o tamanho das inclusões, permitindo assim que as propriedades ópticas do fotodetector sejam ajustadas. A matriz de Al2O3 usada para nanocristais de óxido de índio oferece algumas vantagens em relação a outros dielétricos, pois este material de banda larga (8,9 eV) é transparente para uma ampla faixa de comprimentos de onda.
p "No processo de nosso trabalho, Conseguimos obter uma redução significativa na corrente escura (mais de duas vezes em comparação com um fotodetector semelhante baseado em nanofios de In2O3). Ao integrar a fase In2O3 na matriz de banda larga e devido à sua baixa corrente escura, o novo fotodetector mostra valores de registro de responsividade e eficiência quântica externa, "Alexey Mikhaylov observa.
p A banda de sensibilidade na faixa de UV tem uma largura de apenas 60 nm e mostra uma alta taxa de rejeição UV-visível (até 8.400). Este fotodetector é altamente adequado para aplicações práticas, como fotodetectores seletivos de espectro de banda estreita. O projeto do dispositivo baseado em nanocristais sintetizados por íons pode fornecer uma nova abordagem para a realização de um fotodetector cego-visível.