Un sensor prototipo de tres píxeles basado en CIS, un compuesto bidimensional de cobre, átomos de indio y selenio, mostró un potencial notable por su capacidad para capturar y retener la luz en experimentos en la Universidad de Rice. El material puede ser la base para futuros dispositivos de imágenes planas. Crédito:Ajayan Group / Rice University
Un material atómicamente delgado desarrollado en la Universidad de Rice puede conducir a la plataforma de imágenes más delgada jamás vista.
Los materiales sintéticos bidimensionales basados en compuestos de calcogenuros metálicos podrían ser la base de los dispositivos superdelgados, según los investigadores de Rice. Uno de esos materiales, disulfuro de molibdeno, está siendo ampliamente estudiado por sus propiedades de detección de luz, pero el seleniuro de cobre e indio (CIS) también es extraordinariamente prometedor.
Sidong Lei, un estudiante de posgrado en el laboratorio de Rice del científico de materiales Pulickel Ajayan, CIS sintetizado, una matriz de cobre de una sola capa, átomos de indio y selenio. Lei también construyó un prototipo:uno de tres píxeles, Dispositivo de carga acoplada (CCD):para probar la capacidad del material para capturar una imagen.
Los detalles aparecen este mes en la revista American Chemical Society. Nano letras .
Lei dijo que el material de memoria optoelectrónica podría ser un componente importante en la electrónica bidimensional que captura imágenes. "Los CCD tradicionales son gruesos y rígidos, y no tendría sentido combinarlos con elementos 2-D, ", dijo." Los CCD basados en CIS serían ultrafinos, transparente y flexible, y son la pieza que falta para cosas como dispositivos de imágenes 2-D ".
El dispositivo atrapa los electrones que se forman cuando la luz golpea el material y los retiene hasta que se liberan para su almacenamiento. Dijo Lei.
Los píxeles CIS son muy sensibles a la luz porque los electrones atrapados se disipan muy lentamente, dijo Robert Vajtai, miembro de la facultad senior en el Departamento de Ciencia de Materiales y Nanoingeniería de Rice. "Hay muchos materiales bidimensionales que pueden detectar la luz, pero ninguno es tan eficiente como este material, ", dijo." Este material es 10 veces más eficiente que el mejor que hemos visto antes ".
El estudiante graduado de la Universidad de Rice, Sidong Lei, muestra un prototipo de tres píxeles hecho con capas atómicamente delgadas de CIS. El nuevo material desarrollado en Rice es prometedor para la electrónica bidimensional. Crédito:Jeff Fitlow / Rice University Un esquema muestra el diseño de un dispositivo de memoria optoelectrónica basado en CIS, un material bidimensional desarrollado en Rice University. El dispositivo atrapa los electrones formados cuando la luz golpea el material y los retiene hasta que se liberan para su almacenamiento; podría formar la base de futuros dispositivos de imágenes planas. Crédito:Ajayan Group / Rice University
Porque el material es transparente, un escáner basado en CIS puede usar la luz de un lado para iluminar la imagen del otro para capturarla. Para aplicaciones médicas, Lei prevé que el CIS se combine con otros dispositivos electrónicos 2-D en pequeños dispositivos de bioimagen que monitorean las condiciones en tiempo real.
En los experimentos para el estudio recientemente informado, Lei y sus colegas cultivaron cristales CIS sintéticos, extrajo láminas de una sola capa de los cristales y luego probó la capacidad de las capas para capturar la luz. Dijo que la capa tiene aproximadamente dos nanómetros de espesor y consta de una red de nueve átomos de espesor. El material también puede cultivarse mediante deposición química de vapor hasta un tamaño limitado solo por el tamaño del horno, Dijo Lei.
Los investigadores de la Universidad de Rice fabricaron un Matriz de sensores optoelectrónicos basados en CIS para probar la capacidad del compuesto bidimensional para capturar información de imágenes. Comenzaron con CIS exfoliado de pocas capas sobre un sustrato de silicio, fabricó tres pares de electrodos de titanio / oro en la parte superior del CIS y cortó el CIS en tres secciones con un haz de iones enfocado. Crédito:Ajayan Group / Rice University
Porque es flexible El CIS también podría curvarse para coincidir con la superficie focal de un sistema de lentes de imagen. Dijo que esto permitiría la corrección de aberraciones en tiempo real y simplificaría significativamente todo el sistema óptico.
