Nuevo tipo de fotodiodo de película fina desarrollado por el equipo de investigación de DGIST. Crédito:Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk (DGIST)
Un equipo de investigación de DGIST ha presentado un nuevo fotodiodo de alto rendimiento que reduce el espesor a una sexta parte de los fotodiodos de silicio convencionales. Según los investigadores, trabajaron para desarrollar una tecnología para aumentar la estabilidad y el rendimiento de los fotodiodos utilizando nanocristales cúbicos de perovskita. La aplicación de esta tecnología a los fotodiodos futuros contribuirá a los campos que requieren una alta acumulación y resolución.
Fotodiodos de silicio, las unidades de conversión fotoeléctrica básicas de los sensores de imagen, se consideran el pilar de una variedad de aplicaciones de imágenes debido a su bajo nivel de ruido, Absorción de ancho de banda amplio, y alta frecuencia de funcionamiento. Sin embargo, los fotodiodos de silicio actualmente en uso en la industria tienen una mejora de resolución limitada debido a su grosor, superior a 3 micrómetros (μm). Perovskita, que es uno de los principales materiales sustitutos, absorbe bien la luz, pero fue difícil ponerlo en práctica debido a su baja estabilidad.
Como forma de superar las desventajas de los materiales existentes, El profesor Chung prestó atención al hecho de que la perovskita de yoduro de cesio y plomo (CsPbI3) mantiene la estabilidad en forma de nanocristales cúbicos. El equipo de investigación ha desarrollado un nuevo tipo de fotodiodo de película delgada que utiliza nanocristales cúbicos de perovskita de yoduro de plomo y cesio y compuestos de azufre entre los electrodos del fotodiodo. Los fotodiodos desarrollados por el equipo han mejorado la estabilidad a través de reacciones ácido-base entre iones plumbum (Pb2 +) y aniones azufre (S2-).
Diagrama conceptual de la reacción ácido-base estabilizada y micrografía electrónica de nanopartículas cúbicas de perovskita. Crédito:Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk (DGIST)
En este estudio, el fotodiodo optimizado de película fina de 0,5 micrómetros de espesor demostró una sensibilidad de 1,8 × 1012 Jones, similar a un fotodiodo de silicio. Además, funcionó de manera estable durante más de 10 horas incluso en las duras condiciones de humedad relativa de más del 80 por ciento.
Los investigadores sugirieron un método para mejorar la estabilidad de varios dispositivos ópticos, como diodos emisores de luz y células solares, utilizando perovskita y fotodiodos. Es más, Se espera que los nanocristales de perovskita yoduro de cesio y plomo se utilicen en varios campos ubicuos, ya que pueden procesarse a bajas temperaturas.
"Los fotodiodos pequeños y de alto rendimiento desarrollados por esta investigación serán aplicables a vehículos autónomos, Campos de exploración militar y espacial que requieren alta acumulación y resolución, ", dijo el profesor Chung." Continuaremos liderando la cuarta revolución industrial mediante el desarrollo de alta eficiencia, y sensores de imagen de alta estabilidad que utilizan fotodiodos de perovskita ".
