Usando alfombras de nanotubos de carbono alineados, Investigadores de Rice University y Sandia National Laboratories han creado un dispositivo electrónico de estado sólido que está cableado para detectar luz polarizada en una amplia franja del espectro visible e infrarrojo.

La investigación está disponible en línea en la revista de la American Chemical Society. ACS Nano .

"La detección de luz polarizada es extremadamente útil, "dijo Junichiro Kono de Rice, profesor de ingeniería eléctrica e informática y de física y astronomía. "Muchos animales e insectos pueden ver la luz polarizada y utilizarla para navegar, comunicación y más. Los humanos no pueden ver la luz polarizada por lo que confiamos en los dispositivos para que lo hagan por nosotros ".

La mayoría de los dispositivos no pueden detectar la luz polarizada directamente. En lugar de, Los ingenieros colocan una rejilla o un filtro frente al detector.

"Nuestro fotodetector discierne la luz polarizada intrínsecamente, al igual que los fotorreceptores en los ojos de animales e insectos que ven luz polarizada, "dijo François Léonard de Sandia National Laboratories, uno de los investigadores principales del estudio.

La luz polarizada consta de ondas electromagnéticas individuales que oscilan en paralelo entre sí. El efecto se crea cuando la luz se refleja en un material transparente, por eso las gafas de sol polarizadas reducen el resplandor del agua, vidrio y otras superficies. Los astrónomos utilizan la luz polarizada de varias formas, y hay una serie de aplicaciones para la polarimetría en comunicaciones y militares.

El nuevo fotodetector de Rice es el último desarrollo de una colaboración entre Rice y Sandia bajo el programa del Instituto Nacional de Nano Ingeniería de Sandia, que está financiado por el Departamento de Energía. En febrero, Kono, Léonard y sus colegas describieron un nuevo método para fabricar fotodetectores a partir de alfombras de nanotubos de carbono:largos, tubos estrechos de carbono puro que son tan anchos como una hebra de ADN.

Las alfombras de nanotubos utilizadas en los fotodetectores se cultivan en el laboratorio del químico de Rice Robert Hauge, quien fue pionero en un proceso para cultivar nanotubos densamente empaquetados en superficies planas. Xiaowei He, un estudiante de posgrado en el grupo de Kono, encontró una manera de usar película de teflón para aplanar estos nanotubos apretados para que estén alineados en la misma dirección. Cada alfombra contiene docenas de variedades de nanotubos, y alrededor de dos tercios de las variedades son semiconductores. Debido a que cada una de las variedades de semiconductores interactúa con una longitud de onda de luz específica, El equipo de Kono pudo demostrar en su trabajo anterior que el aplanado, alfombras alineadas de nanotubos podrían servir como fotodetectores de amplio espectro.

En el ACS Nano estudio, autor principal Usó sustancias químicas llamadas "dopantes" para alterar las propiedades eléctricas de las alfombras de nanotubos. Creó dos tipos de alfombra, uno con portadores con carga positiva (tipo p) y otro con portadores con carga negativa (tipo n). Al superponer secciones de estos dos, Él y sus colegas crearon un dispositivo llamado unión p-n, que es un componente fundamental de la microelectrónica.

"Nuestro trabajo proporciona un nuevo camino para la realización de fotodetectores sensibles a la polarización que podrían habilitarse en superficies flexibles o no planas, " Él dijo.