p O sensoriamento óptico no infravermelho médio a longo (5 mícrons [um]) está se tornando de extrema importância em diferentes campos, uma vez que está provando ser uma excelente ferramenta para monitoramento ambiental, detecção de gás, imagem térmica, bem como controle de qualidade de alimentos ou as aplicações dentro da indústria farmacêutica, para nomear alguns. A quantidade de informações escondidas nesta janela espectral muito rica abre novas possibilidades para imagens multi ou até hiperespectrais. Mesmo que existam tecnologias que podem lidar com esses desafios, eles são muito complexos e caros. Embora haja uma grande necessidade do mercado em trazer essas funcionalidades para o mercado consumidor, isso exigiria uma tecnologia de baixo custo, CMOS compatível e não impõe preocupações regulatórias graves. p Os pontos quânticos coloidais de PbS (CQDs) surgiram como uma tecnologia fotodetectora de custo competitivo e alto desempenho, compatível com a tecnologia CMOS, que foi demonstrado recentemente ser bem sucedido na faixa do infravermelho de ondas curtas (1-2 um). Contudo, até aqui, houve um limite fundamental:esses pontos quânticos dependeram da absorção interband de luz (os fótons excitam portadores através do bandgap do material) e, como resultado, há um limite de energia mais baixo que essa tecnologia pode operar:o bandgap do material.

p Em um estudo publicado recentemente em Nano Letras , Os pesquisadores do ICFO, Iñigo Ramiro, Onur Ozdemir, Sotirios Christodoulou, Shuchi Gupta, Mariona Dalmases, Iacopo Torre, liderado pelo ICREA Prof. da ICFO Gerasimos Konstantatos, agora relatam o desenvolvimento de um fotodetector de pontos quânticos coloidal que é capaz de detectar luz na longa faixa infravermelha, de 5 um - 10 um (mícrons), usando CQDs de PbS que, pela primeira vez, são feitos com material livre de mercúrio.

p Em seu experimento, os pesquisadores usaram uma técnica para dopar eletronicamente os pontos quânticos de forma robusta e permanente. Esta abordagem de dopagem pesada permitiu-lhes possibilitar um novo regime para as transições de elétrons:em vez de depender de transições através do bandgap do material, eles encontraram uma maneira de facilitar as transições entre os estados de excitação superiores, conhecido como transições intersubband (ou intraband). Ao conseguir isso, eles eram capazes de excitar elétrons absorvendo fótons com energias de fótons muito mais baixas do que antes na faixa do infravermelho de onda média e longa. Eles também demonstraram que a cobertura espectral de tais detectores pode ser ajustada alterando o tamanho dos pontos, isso é, quanto maiores os pontos quânticos, quanto maior a absorção no infravermelho.

p Os resultados deste estudo mostram uma plataforma de material nova e única, com base em CQDs de PbS fortemente dopados cobrindo uma ampla gama de luz, que poderia abordar e resolver os desafios que o campo das tecnologias de fotodetectores está enfrentando hoje. Esta propriedade recém-descoberta de absorção de luz na longa faixa de infravermelho, juntamente com uma tecnologia CQD de baixo custo e em maturação, pode trazer uma revolução para a banda larga extrema, bem como fotodetectores compatíveis com CMOS multiespectrais.