Un equipo internacional de investigadores de Rusia e India ha creado un fotodetector UV de banda estrecha basado en nanocristales de óxido de indio incrustados en una película delgada de óxido de aluminio.

Los puntos cuánticos semiconductores (nanocristales de unos pocos nanómetros de tamaño) han atraído la atención de los investigadores debido a los efectos dependientes del tamaño que determinan sus nuevas propiedades eléctricas y ópticas. Al cambiar el tamaño de tales objetos, es posible ajustar la longitud de onda de la emisión que absorben, implementando así fotodetectores selectivos, incluidos los de radiación ultravioleta.

Los fotodetectores UV de banda estrecha encuentran aplicación en muchas áreas, en particular en biomedicina donde se utilizan para detección de fluorescencia o fototerapia UV. Los materiales comúnmente utilizados en la fabricación de dichos fotorreceptores son óxidos y nitruros de banda ancha, que ofrecen un mayor rango de temperaturas de funcionamiento y transparencia para la luz visible y solar, además de un tamaño más pequeño del dispositivo.

El óxido de indio (In2O3) es un óxido semiconductor transparente de banda ancha con una banda prohibida directa de aproximadamente 3,6 eV y una banda prohibida indirecta de ~ 2,5 eV. Es bien sabido que se pueden crear fotodetectores UV altamente sensibles basados ​​en In2O3.

Según Alexey Mikhaylov, jefe del laboratorio del Instituto de Investigación de Física y Tecnología de la UNN, Los investigadores junto con sus colegas indios del Instituto Indio de Tecnología de Jodhpur y el Instituto Indio de Tecnología Ropar lograron sintetizar nanocristales de In2O3 en una película de óxido de aluminio (Al2O3) sobre silicio mediante la implantación de iones de indio.

La implantación de iones es un método básico en la tecnología electrónica moderna, lo que permite controlar el tamaño de las inclusiones permitiendo así ajustar las propiedades ópticas del fotodetector. La matriz de Al2O3 utilizada para nanocristales de óxido de indio ofrece algunas ventajas sobre otros dieléctricos en que este material de banda ancha (8,9 eV) es transparente para una amplia gama de longitudes de onda.

"En el proceso de nuestro trabajo, logramos una reducción significativa de la corriente oscura (más de dos veces en comparación con un fotodetector similar basado en nanocables In2O3). Al integrar la fase In2O3 en la matriz de banda ancha y debido a su baja corriente oscura, el nuevo fotodetector muestra valores récord de la capacidad de respuesta y la eficiencia cuántica externa, ", Señala Alexey Mikhaylov.

La banda de sensibilidad en el rango de UV tiene un ancho de solo 60 nm y muestra una alta tasa de rechazo de UV-visible (hasta 8400). Este fotodetector es muy adecuado para aplicaciones prácticas como fotodetectores selectivos de espectro de banda estrecha. El diseño del dispositivo basado en nanocristales sintetizados por iones podría proporcionar un nuevo enfoque para realizar un fotodetector ciego visible.