Maailma kõrgeima jõudlusega keskkonnasõbralik kvantpunktfotosensor, mis ei nõua välist toiteallikat

Maailma kõrgeima jõudlusega keskkonnasõbralik kvantpunktfotosensor, mis ei nõua välist toiteallikat

Ajatempel: 8. detsember 2023 kell 6:00
Allikasõlm: 3001715
Detsember 08, 2023

(Nanowerki uudised) Daegu Gyeongbuki teaduse ja tehnoloogia instituudi (DGIST) energeetikateaduse ja tehnika osakonna professor Ji-woong Yang on saavutanud murrangulise saavutuse. Tehes koostööd professor Moon-kee Choi meeskonnaga Ulsani riikliku teaduse ja tehnoloogia instituudi uute materjalide tehnika osakonnas ja professor Dae-hyeong Kimi rühmaga Souli riikliku ülikooli keemia- ja biomolekulaartehnoloogia osakonnas, on nad välja töötanud maailma kõige arenenuma keskkonnasõbraliku quantum dot fotosensor. Märkimisväärne on see, et see seade töötab ilma välise toiteta, kasutades fotogalvaanilist efekti stabiilse valgussignaali mõõtmiseks. Need tulemused on avaldatud aastal ACS Nano (Ultraõhukesed isejõulised raskemetallivabad Cu-In-Se kvantpunktfotodetektorid kantava tervise jälgimiseks). Keskkonnasõbralik Quantum Dot fotosensor Töö graafiline kokkuvõte. (Pilt: DGIST) See uuendus on eriti aktuaalne tänapäeval, kuna vananev elanikkond ja COVID-19 pandeemia suurendavad vajadust tervishoiu jälgimisseadmete järele, mida saaks mugavalt kanda pikema aja jooksul. Traditsioonilised ränipõhised fotosensorid, mida sageli peetakse pikaajaliseks kulumiseks liiga rasketeks ja jäikadeks, on raske biomeetriliste signaalide täpse jäädvustamise eest, kuna nad ei suuda säilitada tihedat nahakontakti. Olulise teaduse edusammuna autasustati tänavuse Nobeli keemiaauhinnaga kolme teadlast nende teedrajava töö eest kvantpunktide, nanoteaduse ehitusplokkide alal. Nendel üliväikestel pooljuhtosakestel, mille mõõtmed on vaid nanomeetrid, on tavaliste pooljuhtidega võrreldes paremad optilised ja elektrilised omadused. See võimaldab kiiremat elektronide ja elektroniaukude eraldamist, muutes need ideaalseks fotosensorite jaoks. Enamik praegustes uuringutes kasutatavaid kvantpunkt-fotosensoreid on aga paksud, mikromeetri mõõtmetega struktuurid, mis sisaldavad sageli toksilisi raskmetalle, nagu pliisulfiid, muutes need kantava tehnoloogia jaoks sobimatuks. Trotsides üldisi oletusi keskkonnasõbralike kvantpunktide kehvema jõudluse kohta, on uurimisrühm selle valdkonna revolutsiooniliselt muutnud. Nad parandasid raskmetallidest vabade vask-indium-seleniidi (Cu-In-Se) kvantpunktide elektrilisi omadusi nende suuruse ja koostise täpse kontrolli kaudu. Lisaks töötasid nad välja uuendusliku orgaanilise-anorgaanilise hübriidlaengu ülekandekihi, mis on kohandatud nende kvantpunktide jaoks, mis kulmineerus keskkonnasõbraliku fotosensoriga, mis ületab oma toksilisi kolleege. Meeskonna keskkonnasõbralik kvantpunktfotosensor näitab erakordset jõudlust, mille kvantpunktide neeldumiskiht on vaid umbes 40 nanomeetrit. Samuti demonstreerib see märkimisväärset valguse tuvastamise võimet ilma välist toiteallikat vajamata, mistõttu on see kantavate fotosensorite jaoks väga sobiv. Teadlased laiendasid seda tehnoloogiat veelgi, luues kantava impulsianduri. See andur ühendab fotosensori painduval polümeersubstraadil oleva valgusallikaga, tagades stabiilse töö isegi märkimisväärse kumeruse korral ja mitmesuguste füüsiliste tegevuste, nagu kõndimine ja jooksmine, ajal. DGISTi professor Ji-woong Yang tõstis oma kommentaarides esile edu suure jõudlusega keskkonnasõbraliku kvantpunktfotosensori väljatöötamisel strateegilise struktuurikontrolli ja kihtide optimeerimise kaudu. Vahepeal nägi UNISTi professor Moon-kee Choi selle tehnoloogia jaoks ette mitmesuguseid rakendusi, alates lidar- ja infrapunakaameratest kuni järgmise põlvkonna kantavate tervishoiu jälgimissüsteemideni, tänu selle üliõhukesele, väga paindlikule disainile ja sõltumatusele välistest toiteallikatest.

Ajatempel:

Veel alates Nanowerk