Inspirado en los ojos de los mamíferos, Los ingenieros eléctricos de la Universidad de Wisconsin-Madison han creado los fototransistor de silicio flexible más sensible jamás fabricado.

El innovador fototransistor podría mejorar el rendimiento de una miríada de productos, desde cámaras digitales, gafas de visión nocturna y detectores de humo a sistemas de vigilancia y satélites, que dependen de sensores de luz electrónicos. Integrado en la lente de una cámara digital, por ejemplo, podría reducir el volumen y aumentar tanto la velocidad de adquisición como la calidad del video o las fotografías.

Desarrollado por los colaboradores de UW-Madison, Zhenqiang "Jack" Ma, profesor de ingeniería eléctrica e informática, y el científico investigador Jung-Hun Seo, el fototransistor de alto rendimiento supera con creces todos los parámetros anteriores del fototransistor flexible, incluyendo sensibilidad y tiempo de respuesta.

Los investigadores publicaron detalles de su avance esta semana en la revista. Materiales ópticos avanzados .

Como ojos humanos los fototransistores esencialmente detectan y recolectan luz, luego convierta esa luz en una carga eléctrica proporcional a su intensidad y longitud de onda. En el caso de nuestros ojos los impulsos eléctricos transmiten la imagen al cerebro. En una cámara digital, esa carga eléctrica se convierte en la larga cadena de unos y ceros que crean la imagen digital.

Si bien muchos fototransistores se fabrican en superficies rígidas, y por lo tanto son planos, Ma y Seo son flexibles, lo que significa que imitan más fácilmente el comportamiento de los ojos de los mamíferos.

"De hecho, podemos hacer que la curva tenga cualquier forma que nos guste para que se ajuste al sistema óptico, "Mamá dice". Actualmente, no hay una manera fácil de hacer eso ".

Un aspecto importante del éxito de los nuevos fototransistores es el innovador método de fabricación "flip-transfer" de los investigadores, en el que su paso final es invertir el fototransistor terminado sobre un sustrato de plástico. En ese punto, una capa de metal reflectante está en la parte inferior.

"En esta estructura, a diferencia de otros fotodetectores, la absorción de luz en una capa de silicio ultrafina puede ser mucho más eficiente porque la luz no es bloqueada por ninguna capa de metal u otros materiales, "Dice mamá.

Los investigadores también colocaron electrodos debajo de la capa de nanomembrana de silicio ultrafina del fototransistor, y la capa de metal y los electrodos actúan como reflectores y mejoran la absorción de la luz sin necesidad de un amplificador externo.

"Hay una capacidad incorporada para detectar la luz débil, "Dice mamá.

Por último, los nuevos fototransistores abren la puerta a la posibilidad, él dice.

"Esta demostración muestra un gran potencial en sistemas de fotodetección flexibles y de alto rendimiento, "dice mamá, cuyo trabajo fue apoyado por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. "Muestra las capacidades de fotodetección de alta sensibilidad y rendimiento estable en condiciones de flexión, que nunca se han logrado al mismo tiempo ".