A világ legnagyobb teljesítményű, környezetbarát kvantumpontos fényérzékelője külső áramforrás nélkül

A világ legnagyobb teljesítményű, környezetbarát kvantumpontos fényérzékelője külső áramforrás nélkül

Időbélyeg: 8. december 2023. 6:00
Forrás csomópont: 3001715
08. december 2023.

(Nanowerk News) A Daegu Gyeongbuk Tudományos és Technológiai Intézetben (DGIST) Ji-woong Yang professzor az Energiatudományi és Mérnöki Tanszékről áttörő teljesítményt ért el. Együttműködve Moon-kee Choi professzor csapatával az Ulsan Nemzeti Tudományos és Technológiai Intézet Új Anyagmérnöki Tanszékén és Dae-hyeong Kim professzor csoportjával a Szöuli Nemzeti Egyetem Kémiai és Biomolekuláris Mérnöki Tanszékén kifejlesztették a világ legfejlettebb környezetbarát termékét. kvantum pont fényérzékelő. Figyelemreméltó, hogy ez az eszköz külső áramellátás nélkül működik, a fotovoltaikus hatást a stabil fényjel mérésére kihasználva. Ezeket az eredményeket ben tették közzé ACS Nano („Ultravékony önerős nehézfém-mentes Cu-In-Se Quantum Dot fotodetektorok hordható egészségmonitorozáshoz”). Környezetbarát Quantum Dot fényérzékelő A mű grafikus absztraktja. (Kép: DGIST) Ez az innováció különösen fontos manapság, mivel a népesség elöregedése és a COVID-19 világjárvány megnöveli a huzamosabb ideig kényelmesen viselhető egészségügyi monitorozó eszközök iránti igényt. A hagyományos szilícium alapú fotoszenzorok, amelyeket gyakran túl nehéznek és merevnek ítélnek a hosszú távú viseléshez, nehezen tudják pontosan rögzíteni a biometrikus jeleket, mivel nem képesek szoros bőrkontaktust fenntartani. Jelentős tudományos előrelépésként az idei kémiai Nobel-díjjal három tudóst tüntettek ki a kvantumpontokkal, a nanotudomány építőköveivel kapcsolatos úttörő munkájukért. Ezek az ultra-kis, csupán nanométer méretű félvezető részecskék a hagyományos félvezetőkhöz képest kiváló optikai és elektromos tulajdonságokkal rendelkeznek. Ez gyorsabb elektron- és elektronlyuk-leválasztást tesz lehetővé, így ideálisak fotoszenzoros alkalmazásokhoz. A jelenlegi kutatások során alkalmazott kvantumpontos fotoszenzorok többsége azonban vastag, mikrométeres méretű szerkezet, amely gyakran mérgező nehézfémeket, például ólom-szulfidot tartalmaz, így alkalmatlanná válik viselhető technológiára. Dacolva a környezetbarát kvantumpontok gyengébb teljesítményére vonatkozó általános feltételezésekkel, a kutatócsoport forradalmasította ezt a területet. Javították a nehézfémektől mentes réz-indium-szelenid (Cu-In-Se) kvantumpontok elektromos tulajdonságait méretük és összetételük aprólékos szabályozásával. Ezenkívül kifejlesztettek egy innovatív szerves-szervetlen hibrid töltésátviteli réteget, amelyet ezekre a kvantumpontokra szabtak, és egy környezetbarát fotoszenzorban csúcsosodtak ki, amely felülmúlja mérgező társait. A csapat környezetbarát kvantumpontos fotoszenzora kivételes teljesítményt mutat, mindössze 40 nanométeres kvantumpont-elnyelő réteggel. Figyelemreméltó fényérzékelési képességekkel is rendelkezik anélkül, hogy külső áramforrásra lenne szüksége, így kiválóan alkalmas viselhető fotoszenzoros alkalmazásokhoz. A kutatók tovább bővítették ezt a technológiát egy hordható impulzusérzékelő létrehozásával. Ez az érzékelő a fényérzékelőt egy rugalmas polimer hordozón lévő fényforrással kombinálja, így biztosítva a stabil működést még jelentős görbületek és különféle fizikai tevékenységek, például séta és futás közben is. Hozzászólásában a DGIST professzora, Ji-woong Yang kiemelte a nagy teljesítményű, környezetbarát kvantumpontos fotoszenzor fejlesztésének sikerét a stratégiai szerkezeti vezérlés és a rétegoptimalizálás révén. Eközben a UNIST professzora, Moon-kee Choi változatos alkalmazásokat képzelt el ennek a technológiának, a lidar és infravörös kameráktól a következő generációs hordható egészségügyi megfigyelőrendszerekig, köszönhetően az ultravékony, rendkívül rugalmas kialakításnak és a külső áramforrásoktól való függetlenségnek.

Időbélyeg:

Még több Nanowerk