Muchos sistemas compactos que utilizan tecnología de infrarrojos medios continúan enfrentando problemas de compatibilidad cuando se integran con la electrónica convencional. El fósforo negro ha atraído la atención por superar estos desafíos gracias a una amplia variedad de usos en los circuitos fotónicos.

Investigación publicada en Reseñas de física aplicada destaca el potencial del material para dispositivos emergentes que van desde imágenes médicas hasta monitoreo ambiental.

Científicos de la Universidad Nacional de Singapur revisaron el trabajo científico realizado hasta ahora sobre el uso de fósforo negro para chips optoelectrónicos de próxima generación. En el papel, el grupo evalúa el progreso en diferentes componentes de los chips, desde la detección de luz hasta la emisión láser.

"La extensión de la longitud de onda del infrarrojo cercano al infrarrojo medio permite funciones más diversificadas más allá de la comunicación y la informática, ", dijo el autor Kah-Wee Ang." La detección es una de las aplicaciones potenciales más importantes en el infrarrojo medio, ya que sirve para conectar el mundo real en el que vivimos con el sistema virtual en chip ".

El fósforo negro logra su prometedora versatilidad a través de las diversas formas en que se puede manipular como material 2-D. Estas características lo hacen atractivo para el campo de la optoelectrónica, en el que la información transmitida mediante chips convencionales basados ​​en electrones se combina con tecnología emergente que utiliza fotones para transmitir información.

Más allá de los usos de la termografía, La tecnología del infrarrojo medio se puede aplicar para identificar "huellas dactilares" moleculares o utilizar características únicas de las longitudes de onda del infrarrojo medio para analizar las estructuras y el movimiento 3-D para distinguir los objetos hechos por humanos de los naturales.

"Si pudiéramos realizar un sistema compacto de infrarrojos medios, es posible que podamos actualizar las aplicaciones, como el control de la salud y la detección de gases tóxicos, con un pequeño chip en un dispositivo de mano, "Dijo Ang.

Modificando el número de capas, aplicando un campo eléctrico vertical e introduciendo el dopaje químico con relativa facilidad, el material puede ajustar de manera eficiente los niveles de energía de los electrones a las necesidades deseadas de un dispositivo. Esta sintonización precisa podría ser fundamental en la modulación electroóptica que se requeriría para una informática y una comunicación de datos más rápidas. así como detección de señales débiles y análisis de espectro.

A pesar de su promesa, La producción generalizada de capas de fósforo negro de un átomo de espesor sigue siendo un desafío.

"A menudo confiamos en la exfoliación con cinta para obtener fósforo negro de capa delgada, que no es un proceso completamente repetible, ", Dijo Ang." Crecimiento a gran escala, si se logra, sería un gran avance para avanzar en la tecnología basada en fósforo negro ".

Ang espera que la revisión ayude a consolidar el fósforo negro como un material esencial en los dispositivos optoelectrónicos de próxima generación en los próximos años y busca continuar trabajando hacia prototipos de circuitos compactos y de alto rendimiento.